扩频通信系统中伪随机序列捕获技术

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| iNTc | Tc,i 0,1,2...
1/ N
Tc iNTc iNTc (N 1)Tc iNTc
1
0
NTc
1
N
m序列波形的功率谱密度
Gold码
n个寄存器的m序列数目有限，且互相关起 伏大
Gold码构造数量多且互相关特性好的码 Gold采用优选m序列，可以构造出2n＋1
in 14 cities
U.S. PCS standard issued
First commercial CDMA system
in Hong Kong using QUALCOMM phones
Commercial systems in 100 U.S. cities Japan selects
CDMA
宽带干扰
这里宽带干扰来自系统其他用户、多径传 播等，它们的特点是干扰信号占用的频带 与扩频信号一样宽。
从理论上说，如果宽带干扰与接收信号是 不相关的，则解扩时由于采用相关接收机， 宽带干扰对接收信号的干扰为0。但是实际 系统中，由于种种原因，不可能实现各个 用户的完全正交。
抗多径干扰
对于普通的2PSK来说，信道中的多径传播 （从频域看就是频率选择性失真）会造成 码间干扰，解决这个问题的方法之一是使 用均衡，均衡一般比较复杂。如果我们采 用DSSS，则可以用比较简单的方法解决 此问题。
能重复产生（随机序列一般不可重复） 问题：如何产生伪随机序列
m序列发生器 Gold序列发生器 …
m序列发生器
m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的 简称，它是由带线性反馈的移位寄存器产 生的周期最长的序列。
例：两个线性移位寄存器序列发生器如下
输出 图1A

扩频 通信 可工作 在较 低 的输入 信噪 比条件 下 ， 因此 用 于短波 扩频 信号 捕 获 的伪 码 相 关 法 在 同 步伪 码
的信号 捕获 和 同步 ， 频调 制信号 经过 短波信 道传 扩 播 后 可能存 在多径 、 普勒频 移 和噪声 干扰 。接收 多 端 经过 解调 、 信号 捕 获 同步后 ， 扩频 数 据 进行 多 对 普 勒频 移校 正 、 扩 、 解 纠错译 码后恢 复 原始数 据 。
王 孜 杨 春兰
武汉 ４０７ ） ３０ ９
（ 国船舶重工集团公司第七二二研究所 中
摘
要
给出一 种短波扩频通信系统 的信号捕获方案 。针 对短波信 道存在 多径干扰 和多普 勒频移 的特点 ， 计一种 设
差 分的级联 同步码 ， 采用伪码 相关法和 自适 应门限判 决法实现极低信噪 比条件下的可靠信号 同步捕 获。仿真证 明， 方案实 现简单 ， 抗多径和多普勒频移效果好。 关键词 短波 ； 扩频 ； 频偏 ； 联码 ； 级 捕获
内码 相位 ， １２ … ｍ。 ｄ，ｑ与 内码 进 行相 ｉ＝ ， ， 将 ｉｄ 关 ， Ｒ，Ｒ ｉ 用 ｉ，ｑ 表示第 ｊ 条多径 信号 的 内码相 关值 ，
则 可得 ：
Ｐ １ ｍ 一１
成 ， 有效地 降低伪 码相关 捕获 算法 的复杂 度和 处 能
码是 由 ｍ 序 列 内码 与外 码 复 合 后 经 差 分 处 理 而
ｄ（ Ａ （，ｎｏｔ ＋ ｒｆｔ ｔ ｑｔ ）＝ ∑ Ａ ｉ ｉ ） ２Ａ —ｊ ｓ（（ ｒ（ ）
＋／ ） ｔ ）＋ｎ （） ｏ ｔ （） ４
用 。 ｋ 表示外 码相 位 ， （） ｋ＝１２， ｎ （） ， … ， ｉ 表示
径 优 势 ， 年 来 得 到 了迅 速 的 发 展 和 广 泛 的 应 近 用 ¨。２。将扩 频通 信 技 术 应 用 于短 波 通 信 中 ， ’ｊ ＿ 通

扩频通信试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 扩频通信技术中，以下哪种调制方式不是扩频技术？A. 直接序列扩频（DSSS）B. 频率跳变扩频（FHSS）C. 相位键控（PSK）D. 正交频分复用（OFDM）答案：C2. 在扩频通信中，扩频码的速率与信息数据速率的关系是？A. 扩频码速率等于信息数据速率B. 扩频码速率大于信息数据速率C. 扩频码速率小于信息数据速率D. 扩频码速率与信息数据速率无关答案：B3. 扩频通信技术的主要优点不包括以下哪项？A. 抗干扰能力强B. 保密性好C. 频谱利用率高D. 抗多径衰落能力强答案：C4. 扩频通信中，扩频因子（Spreading Factor）定义为？A. 扩频码速率与信息数据速率的比值B. 扩频码速率与载波频率的比值C. 信息数据速率与载波频率的比值D. 载波频率与扩频码速率的比值答案：A5. 以下哪种技术不是扩频通信的多址接入技术？A. 码分多址（CDMA）B. 频分多址（FDMA）C. 时分多址（TDMA）D. 空分多址（SDMA）答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 扩频通信技术最早由______发明。

答案：海蒂·拉玛2. 扩频通信中，扩频码的生成通常采用______。

答案：伪随机序列3. 在扩频通信中，为了实现解扩，接收端必须知道______。

答案：扩频码4. 扩频通信系统的一个关键参数是______，它决定了信号的抗干扰能力。

答案：处理增益5. 扩频通信技术在军事领域的应用包括______和______。

答案：雷达；导航三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述扩频通信技术的主要应用领域。

答案：扩频通信技术主要应用领域包括无线通信、军事通信、卫星通信、无线局域网（WLAN）、蓝牙技术、射频识别（RFID）等。

2. 扩频通信技术是如何实现抗干扰能力的？答案：扩频通信技术通过将信号能量分散到更宽的频带中，使得信号功率密度降低，从而减少了对窄带干扰的敏感度。

扩频技术原理扩频技术是一种在无线通信中广泛应用的调制技术，其原理是利用扩频序列将信号进行扩展，从而提高系统的抗干扰能力和安全性。

本文将从扩频技术的基本原理、应用领域和优势等方面进行阐述。

一、基本原理扩频技术的基本原理是利用宽带扩频信号来传输窄带信息信号。

在传输过程中，通过将窄带信号与扩频序列进行数学运算，使得信号的频谱得到扩展。

这样，原本窄带的信号就变得宽带化，从而提高了信号的抗干扰能力和安全性。

扩频序列是扩频技术的核心之一，它是一种特殊的数字序列，可以看作是一串由0和1组成的比特流。

扩频序列与原始信号进行逐比特运算，将原始信号扩展到更宽的频带上。

常见的扩频序列有伪随机码（PN码）和正交码等。

二、应用领域扩频技术广泛应用于无线通信领域，包括无线局域网（WLAN）、蓝牙、卫星通信、移动通信等。

在这些应用中，扩频技术能够有效提高通信系统的抗干扰能力，提高通信质量和可靠性。

在无线局域网中，扩频技术可以增加多用户同时接入网络的能力，提高网络的吞吐量和稳定性。

蓝牙技术中的扩频技术能够减小信号的功率，降低通信设备的功耗，延长电池寿命。

在卫星通信中，扩频技术可以提高信号的传输距离，扩大通信覆盖范围。

三、优势扩频技术相比于传统的窄带通信技术具有以下优势：1. 抗干扰能力强：扩频技术通过将信号扩展到更宽的频带上，使得信号在传输过程中更加稳定，能够有效抵抗多径干扰、频率选择性衰落等干扰现象。

2. 安全性高：扩频技术利用特殊的扩频序列对信号进行加密，使得信号在传输过程中难以被窃听和破解，提高了通信的安全性。

3. 多用户接入能力强：扩频技术能够在相同的频谱资源下支持多用户接入，提高了系统的容量和资源利用率。

4. 抗多径效应好：扩频技术通过信号的频带扩展，使得信号在多径传播环境中更加稳定，减小了多径效应对信号的影响。

四、发展趋势随着无线通信技术的不断发展，扩频技术也在不断演进和创新。

目前，扩频技术已经被广泛应用于5G通信、物联网、车联网等领域。