大连理工大学-第六章扩频通信详解

"大连理工大学的一份关于现代通信理论的PPT，主要讲解了第六章‘扩频通信’的内容，包括扩频技术的引言、原理、伪随机序列、直接序列扩频DS-SS、跳频扩频FH-SS以及扩频技术的应用。此资料对于理解CDMA技术的理论基础和3G通信系统至关重要，同时也提到了扩频技术在如GPS等系统中的应用。" 正文： 扩频通信是一种通信技术，其主要特点是将信息信号在一个较宽的频带上进行传输，而不是集中在传统的窄带内。这一特性使得扩频通信在抗干扰、加密以及提高通信安全性方面具有显著优势。本章主要讨论了扩频技术的基本概念、工作原理和应用。 6.0 引言中提到，扩频技术特别适用于对抗窄带干扰，因为这种技术对宽谱噪声的抑制效果有限，但对于有针对性的窄带干扰有很好的抵抗能力。扩频通信是码分多址（CDMA）技术的理论基石，而CDMA是第三代（3G）移动通信系统的核心技术，如公众移动通信网IS-95A和3G网络。此外，扩频技术还在导航系统如美国的NAVISTAR（全球定位系统GPS）中扮演着重要角色。 6.1 扩频原理基于香农信道容量公式，该公式描述了信道带宽B、信噪比S/N与信道容量C之间的关系。根据公式，我们可以得出以下结论： 1. 信道带宽B增加会提升信道容量C，但当B增大到一定程度后，C的增长不再线性，说明带宽并非无限增加信息传输能力。 2. 提高信噪比S/N可以增加信道能承载的信息量，表明信噪比对通信质量至关重要。 3. 即使信噪比S/N小于1，信道仍能传输信息，说明在一定的噪声环境下，通信仍然可行。 6.2 伪随机（噪声）序列PN在扩频通信中起着关键作用。这些序列，也称为伪噪声码或PN码，用于扩展原始信号的频谱。PN序列通常具有良好的自相关性和低互相关性，这有利于在接收端正确解扩并减少干扰。 6.3 直接序列扩频DS-SS是扩频技术的一种，其中信息信号与高速伪随机码相乘，产生一个宽频带信号。这种方法的优点在于其简单且易于实现，但可能受到多径传播的影响。 6.4 跳频扩频FH-SS则是通过快速改变载波频率来分散信号能量。这种方式提高了系统的抗干扰能力和生存能力，尤其在存在频率选择性衰落的环境中。 6.5 扩频技术的应用广泛，除了上述的CDMA和GPS系统，还包括军事通信、无线局域网、物联网设备等，其优势在于保密性、抗干扰性和多址接入能力。 扩频通信技术是现代通信系统中不可或缺的一部分，它在提高通信质量和安全性方面发挥了重要作用。通过深入理解扩频原理和各种扩频方法，可以更好地设计和优化通信系统，以适应不断变化的通信环境和需求。