2021年DS扩频通信毕业设计.doc

(munication)是近几年内快速发展起来一个通信技术。在早期研究这种技术关键目标是为提升军事通信保密和抗干扰性能,所以这种技术开发和应用一直是处于保密状态。美国在20世纪50年代中期,就开始了对扩频通信研究,当初关键侧重在空间探测、卫星侦察和军用通信等方面。以后,伴随民用通信频带拥挤日益严重,又因为近代微电子技术、信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术快速发展,和扩频通信相关器件成本大大地降低,从而深入推进了扩频通信在民用领域发展金额应用,而且也使扩频通信理论和技术也得到了深入发展。现在在军事上,它已经广泛应用于多种战略和战术通信系统中,成为电子战中反干扰一个关键手段。扩频技术在军事应用上最成功范例能够以美国和俄国全球卫星定位系统(GPS和GLONASS)和美军联合战术分布系统(JTIDS)为代表;GPS和GLONASS在民用上也全部得到了广泛应用,这些系统技术基础就是扩频技术。扩频码分多址技术应用于蜂窝移动通信中时,大大降低了噪声和衰落影响,同时还避免了复杂频率分配和时隙划分等技术上困难,并能够省去保护频带或时隙,极大地提升了蜂窝通信系统中小区频率复用度,使信号频谱利用率得到提升。1990年1月,IR,现为ITUR)在研究未来民用陆地移动通信系统计划汇报中已明确地提议采取扩频通信技术[5]。美国已制订出了基于CDMA蜂窝技术IS-95标准,Samsung、Motorola等企业也已相继推出了各自CDMA移动通信商用试验网已开通运行,并取得了良好效果。扩频技术因为其本身含有优良性能而得到广泛应用,到现在为止,其最关键两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统和直扩系统则分别是在这两个领域应用最多扩频方法。通常而言,跳频系统关键在军事通信中对抗有意干扰,在卫星通信中也用于保密通信,而直扩系统则关键是一个民用技术。面对全世界范围内对移动通信日益增加要求,CDMA将是无线通信中最关键多址介入手段。在本世纪,扩频技术将得到愈加广泛应用。从扩频技术历史能够看出,每一次技术上大发展全部是由巨大需求驱动。军事通信抗干扰驱动和个人通信业务驱动使得扩频技术抗干扰性能和码分多址能力得到最大程度挖掘。展望未来,第四代移动通信系统(4G)驱动无疑会使扩频技术传输高速数据能力得到更大拓展。,信号格式设计是:在确保通信质量前提下,为了在系统所能使用射频频带中能尽可能多地传输信息,所以要求信号带宽不要过宽,通常信号带宽和信息带宽是靠近,传统无线电通信系统就是采取这种窄带信号(Sn)概念系统,称之为窄带系统。在扩频通信系统中,。依据无线传输信道容量理论公式[5]:式中:C是信道可能传输最大信息速率,即信道容量;W为信道带宽;N为白噪声平均功率;P是信号平均功率。从上式中能够看出:在信噪比很小条件下,能够用增加带宽措施来提升系统抗干扰性能,以确保信道容量不变。换句话讲,在信道容量相同条件下,宽带系统比窄带系统抗干扰性能要好,所以当信噪比太小而且不能确保通信质量时,能够采取增加带宽方法来改善通信质量。设Bs表示传输信号时所占有带宽(信号带宽),B0表示原始信号(信息带宽),则能够把通信系统按Bs/B0比值分为三类[5]:因为扩频技术在传输扩频信号时,并不增加发射信号平均功率,仅是将要传输信号频带扩展后,再进行传输。所以扩频通信系统在信道上传输信号功率谱密度就很低。这种系统能够在信噪比很小情况下,甚至在信号已被噪声淹没情况下,仍可保持可靠通信。另外,依据柯捷尔尼可夫相关信息差错传输概率公式[13]为:式中:为差错概率,E为信号能量,N0为噪声功率谱密度。式中:为T为信息连续时间,△F为信息带宽所以,可经过提升处理增益GP降低对S/N要求,在强干扰条件下确保可靠安全通信。扩频通信基础特点是传输信息所用信号带宽远大于信息本身带宽,也因为如此,扩频通信含有部分其它通信方法无法比拟优越性:(1)扩频通信最为显著优越性是其极强抗干扰性。理论上讲它能够在信噪比为负值,即信号被噪声淹没情况下,将信号提取出来。对于单频及多频全部有比较强抑制作用,即使采取同类型信号干扰,也因为扩频码序列之间不相关性,干扰不起太大作用。(2)扩频通信另一个优越性是其隐蔽性好。因为扩频信号频带较宽,所以信号功率谱密度很低,敌方不轻易发觉信号存在,在战争中,扩频信号被截获率很低,能够进行隐蔽通信。从民用通信方面来说,因为扩频信号隐蔽性好,它对现在使用各中窄带通信系统干扰很小。理论和试验证实,在原有窄带通信频带内同时进行扩频通信,不需要分配另外频段,即可实现。(3)扩频通信能够很轻易地实现码分多址