第3讲(扩频和DS-CDMA基本原理)VIP免费

讲解内容12/20/20241第一页，共四十七页。12/20/20242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第二页，共四十七页。12/20/20243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。)/1(log2NSBC第三页，共四十七页。12/20/20244本讲内容•扩频（直接序列扩频）原理•FDMA/TDMA/CDMA原理•主要的现有系统第四页，共四十七页。12/20/20245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•扩频系统的优点第五页，共四十七页。12/20/20246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：CDMA第六页，共四十七页。12/20/20247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序列第七页，共四十七页。12/20/20248扩频系统的种类•DS•FH•TH•混合第八页，共四十七页。Barker码12/20/20249第九页，共四十七页。12/20/202410PN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第十页，共四十七页。12/20/202411PN序列自相关特性第十一页，共四十七页。12/20/202412扰码(Gold)发生器IQ1100223344556677889917171616151514141313121211111010lGold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第十二页，共四十七页。12/20/202413DS系统模型：实现描述滤波器（带宽≈R）扩频编码信号码片速率Rch恢复的数据信号数据信号x(t)数据速率R扩频信号带宽≈Rch干扰信号扩频解扩信息信息干扰或噪声PN序列PN序列第十三页，共四十七页。12/20/202414第十四页，共四十七页。12/20/202415DS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第十五页，共四十七页。12/20/202416·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poiSSGNNpBGR第十六页，共四十七页。12/20/202417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、多址接入第十七页，共四十七页。12/20/202418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，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）ffNo=10e-6W/HzSo=10e-7W/HzSo=10e-5W/HzNo=10e-6W/Hz扩频因子为100；扩频前后的噪声功率谱密度不变；信号总功率不变未扩频扩频第十八页，共四十七页。12/20/202419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）/22)1(00JbbbNNEQNEQP第十九页，共四十七页。12/20/202420第二十页，共四十七页。12/20/202421本讲内容•扩频（直接序列扩频）原理•FDMA/TDMA/CDMA原理•主要的现有系统第二十一页，共四十七页。12/20/202422双工/多址方式•TDD–TimeDivisionDuplex•FDD–FrequencyDivisionDuplex•FDMA–FrequencyDivisionMulti-Access•TDMA–TimeDivisionMulti-Ac...