扩频和DSCDMA基本原理

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1、基础知识2021/10/71通信系统信号与系统/信号处理信号检测与估计信息论模拟/数字电路计算机/网络理论讲解内容2021/10/72无线通信系统资源管理（网络层）QoS控制流量控制路由多址方式（数据链路层）FDMATDMACDMA系统组成（物理层）信道调制编码2021/10/73上讲内容（1）发射机信源编码交织器信道编码调制器射频发射射频接收解调器解交织信道解码信源解码信道接收机2021/10/74上讲内容（2）Shannon信道容量公式其中，B=带宽，单位：Hz；C=信道容量，单位：bps；S=信号功率；N=噪声功率。2021/10/75本讲内容扩频（直接序列扩频）原理FDMA/TDMA

2、/CDMA原理主要的现有系统2021/10/76直接序列扩频原理背景满足的条件扩频系统的种类PN序列扩频增益扩频系统的优点2021/10/77背景通信信号的加密、抗干扰、低截获概率雷达测距无线蜂窝系统的多址接入：CDMA2021/10/78扩频系统需满足的条件传输信号带宽>>传输信息需要的带宽采用了扩频信号（编码信号）发射端用编码信号对信息进行扩频接收端用编码信号副本对接收到的扩频后信号解扩两种实现方法传输基准一路传输数据调制，一路传输未调制信号存储基准：噪声轮、PN序列2021/10/79扩频系统的种类DSFHTH混合Barker码2021/10/710lengthcode2+-,++3+

3、+-4+-++,+---5+++-+7+++--+-11+++---+--+-13+++++--++-+-+2021/10/711PN序列PN信号实质上是收发端预知的确定性周期信号，简化了存储基准（SR）方式的实现PN序列应具备的随机特征平衡特性：每个周期内的“0”、“1”数目近似相等游程分布特性相关特性易于实现：移位寄存器序列由寄存器、模2加法器和反馈支路组成特性：良好的自相关特性和丰富的频率分量2021/10/712PN序列自相关特性2021/10/713扰码(Gold)发生器Gold码是Gold于1967年提出的，它是用一对优选的周期和速率均相同的m序列模二加后得到的2021/10/7

4、14DS系统模型：实现描述扩频解扩信息信息干扰或噪声PN序列PN序列2021/10/7152021/10/716DS系统模型：理论描述fX(w)S(w)积分器实质上是一低通滤波器2021/10/717系统处理增益（Gp）定量描述了干扰抑制的程度，它是RF带宽和信息速率之比，表示为：SS系统的噪声电平由热噪声和干扰决定。对给定用户，输入和输出SNR的关系为：处理增益2021/10/718扩频系统的优点降低信号能量密度（平均功率）－低截获概率抑制干扰－抗干扰提高时间分辨率（力）－测距、多址接入2021/10/719噪声中的信号检测在热噪声背景下，DS系统和非扩频系统的Eb/No（差错性能）相同，

5、不能提升系统性能扩频没有提高抗热噪声能力，但对性能也没有损害，可用来适应FCC15的要求或用于多址接入系统（CDMA）2021/10/720干扰中的信号检测所谓抗干扰，即迫使干扰方将其有限的资源分散到很宽的频段、很长的时间和不同的空间位置上DSSS实现频率分集，在频域上提升干扰难度在DSSS系统中，全频带干扰要求更高的干扰功率或更宽的干扰带宽在DSSS系统中，部分频带干扰在解扩后成为宽带干扰智能干扰脉冲干扰（需要知道通信接收机性能）欺骗型干扰（需要接收到扩频序列）2021/10/7212021/10/722本讲内容扩频（直接序列扩频）原理FDMA/TDMA/CDMA原理主要的现有系统2021

6、/10/723双工/多址方式TDD–TimeDivisionDuplexFDD–FrequencyDivisionDuplexFDMA–FrequencyDivisionMulti-AccessTDMA–TimeDivisionMulti-AccessCDMA–CodeDivisionMulti-Access2021/10/724TDMA优于FDMA设备量小FDMA中，基站中必须有多个信道单元（发射-接收机对）TDMA中一般采用单载波方式，可采用非线性功放TDMA的资源分配比FDMA灵活占空比小，节能容量2021/10/7252021/10/726CDMA系统原理上行链路采用PN序列区分用户

7、下行链路采用PN序列区分不同扇区和基站下行链路采用Walsh码区分用户两两完全正交延迟相关特性不好长度为8的Walsh函数举例00000000010101010011001101100110000011110101101000111100011010012021/10/727FDMA容量举例AMPS下行信道869～894MHz；上行信道824～849MHz每家公司有12.5MHz下行信道总带宽和12.5上行信