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1、直接序列扩频通信抗干扰性能分析第24卷第3期2011年6月高等函授(自然科学版)JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)Vo1.24No.32011?高职高专教学?直接序列扩频通信抗干扰性能分析雷蕾(陕西邮电职业技术学院通信系,陕西咸阳712000)摘要:简述了直接序列扩频通信基本原理,讨论了直接序列扩频通信的特点,对直接序列扩频通信系统的抗干扰能力进行研究,最后提出了几种用于提高该通信系统抗干扰能力的具体方关键词:直接序列扩频;通信抗干扰;通信对抗中圈分类号:TN721文献标识码:A文章编号:10
2、06—7353(2011)03—0081--021扩频通信的概述扩频通信即扩展频谱通信(SpreadSpectrumCommunication),与光纤通信,卫星通信一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式.简单来说,扩频(调制)是这样一种通信技术:被发射的调制信号在发射到信道之前,被与传输信号无关的伪随机码进行频谱扩展,使之占有的带宽远远超过原有信息所需的带宽;而在接收端,接收信号则被本地伪随机码进行解扩处理,使其频带被缩小相同倍数.在扩频通信中,信息已不再是决定调制信号带宽的一个重要因素,其调制信号的带宽主要由扩频信号来决定.2直接序列通信系统2.1直接序列
3、的组成直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机(PN)序列扩展到一个很宽的频带上去,在接收端,用与发端扩展相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出原来的信息.图1是直接序列系统的组成原理框图.由信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流,伪随机码产生器产生的伪随机码为c(t),每一伪随机码码元宽度或切普(chip)宽度为Tc.将信息码a(t)和c(t)进行模2加产生一V舀阻臣l竺!兰l图1直接序列组成框图速率与伪随机码速率相同的扩频序列,然后再用扩频序列去调制载波,这样就得到已扩频调制的射频信号.在接收端,接收到的扩频信号经高放和混频后,用与发端
4、同步的伪随机序列对中频的扩频调制信号进行相关解扩,将信号的频带恢复为信息序列a(t)的频带,即为中频调制信号.然后再进行解调,恢复出所传输的信息a(t),从而完成信息的传输.对于干扰和噪声,由于和伪随机序列不相关,在相关解扩器的作用下,相当于进行了一次扩频.从而干扰和噪声的频谱被扩展,其谱密度降低,这样就大大降低了进入信号通频带内的干扰功率,使调制解调器的输入信噪比和信干比提高,提高系统的抗干扰能力.2.2直接序列的处理增益与干扰容限处理增益与抗干扰容限是直接序列的两个重要抗干扰指标.传输信号在扩频和解扩的处理过程中,扩展频谱系统的抗干扰性能得到提高,这种收稿日期:2
5、011—03—05.作者简介:雷蕾(1985--7),女,陕西省成阳市人,硕士,助教,研究方向:通信网络与设备.81第24卷第3期2011年6月高等函授(自然科学版)JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)Vo1.24No.32O1l扩频处理得到的好处,就称之为扩频系统的处理增益G.,其定义为接收相关处理器输出与输入信噪比的比值,即Gp:或Gp一…iutog..一戮一(扣)(1).)/』i对于直接序列,输出功率不变.对于干扰信号,解扩过程就相当于干扰信号的扩展过程,干扰信号功率被分散到很宽的频带上,
6、进入解调器输入端的干扰功率相对于解扩器输入端下降很大,即干扰功率在解扩前后发生了变化.对于直扩通信系统而言,其处理增益就是干扰功率减小的倍数.经推导可知,直扩通信系统的处理增益为扩频信号射频带宽与传输的信息带宽的比值,或为伪随机码速率Rc与信息速率Ra的比值,也即直扩通信系统的扩频倍数N.:N一一簧所谓干扰容限,是指在保证系统正常工作的条件下,接收机能承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数,用表示有:=G一一+().l扣(3)其中,L,为系统内部损耗,(S/N).为系统正常工作时要求的最小输出信噪比,即相关器的输出信噪比或解调器的输入信噪比.干扰容限直接反映了扩频系统接
7、收机可能抵抗的极限干扰强度,当干扰机的干扰功率超过干扰容限后,才能对扩频系统形成干扰.因而,干扰容限往往比处理增益能更确切地反映系统的抗干扰能力.3提高直扩通信系统抗干扰能力的方法3.1采用长伪码序列由以上分析可知,长伪码序列比短伪码序列具有更强的干扰能力,而且从侦收中破译更难,对长伪码序列实施波形重合干扰也几乎是不可能的.所以,抗干扰能力强的直扩通信,其特征之一都是采用长的伪码序列,有的伪码序列长度达2",其周期可达一年之久.3.2采用自适应滤波器抑制窄带干扰自适应滤波器是一个空间域的数字滤波器,它对不应作滤波处理的点不作滤波,使滤波过程82对区域
