西安电子科技大学3.ppt

西安电子科技大学
综合业务网理论及关键技术国家重点实验室
刘乃安
扩展频谱技术(1)
主要内容
1、扩频技术概述
2、扩频通信系统
3、扩频系统的伪随机码
4、扩频系统的相关接收
5、扩频系统的同步
6、扩频系统的应用
第1章扩频技术概述
历史
1、开始于19世纪20年代雷达的发明,为了提高分辨率,注重扩频思想。二次世界大战(WWII)中,军队对抗干扰也有此思想。但真正有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr e Antheil提出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路,他们申请了美国专利#。不幸的是,当时该技术并没有引起美国军方的重视。
2、世界上第一个直接序列扩频系统是在美国的联邦通信实验室(FTL)于1949年由Derosa和Rogoff完成的,成功的工作在New Jersey和California之间的通信线路上。
扩频通信,即扩展频谱通信(Spread munication),它与光纤通信、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。
历史
3、理论研究紧跟其上,1950年Basore首先提出把这种扩频系统称作NOMACS(Noise Modulation And Correlation Detection System)这个名称被使用相当长的时间。
4、1951年后,美国的ASC(Army Signal Corps---陆军通信兵)要求进一步研究NOMACS,想把它应用于高频无线电传通信线路,以对抗敌人的干扰。1952年由Lincoln Laboratory研制出P9D型NOMACS 系统,并进行了试验。以后在1953-1955年Lincoln Lab研制出了F9C型无线电传机系统。
5、很快,美国海军和空军也开始研究他们自己的扩频系统,空军使用名称为“Phatom”(鬼怪,幻影)和“Hush-Up”(遮掩),海军使用名称为“Blades”(浆叶)。那时设备庞大,是用电子管装的,设备要装几间屋子,使应用受到限制。在晶体管出现后,特别是集成电路出现后,才使扩频系统得到广泛使用。
历史
6、,是一本IEEE专利,1977年出版。1978年在日本京都召开国际无线通信咨询委员会公布研究成果。1982年在美国召开第一次军事通信会议,两次报告在军事中的应用。1985年美国提出CDMA(码分多址)的概念同年美国联邦通信委员会(FCC)制定扩频通信的标准和规范,逐步转入民用的商业化研究。20世纪90年代,美国国家航空和航天管理局提出CDMA方式的频谱利用率高于FDMA方式,对扩频通信的研究产生深远影响,其后各公司逐步生产商业产品。
7、最近的二十几年扩频技术得到越来越广泛的使用。比如美国的全球定位系统(GPS)设备简单,定位精度高,全球使用。通信数据转发卫星系统(TDESS),码分多址(CDMA)卫星通信系统,特别是NASA和军用卫星通信系统几乎都使用扩频技术,码分多址移动通信系统,这些都是DS系统。FH系统如多种跳频电台,如SINCGARS(30-80Mhz)。跳时-跳频混合型如JTIDS系统(Joint Tactical Information Distribution System)。我国正式把扩频技术作为国家主要项目进行研究是在70年代。
8、以后在卫星通信,数据传输,定位,授时系统中都有使用。今后,在卫星通信,移动通信系统,定位系统等领域将会得到进一步广泛使用。
SC-CDMA、MC-CDMA,单天线系统,多天线系统。
历史总结
产生与发展基于两方面:
信息战-信息对抗-电子对抗-通信对抗
提高频带利用率
信息战的内容
电子对抗。如:电磁波的侦测与隐蔽、通信干扰与抗干扰、雷达干扰与抗干扰等。
网络对抗。如:计算机病毒、软件攻击等。
消息对抗。如:加密与解密、消息的收集与欺骗等。
特点
高度的对抗性
极端的机密性
应用的综合性
对实战环境的依赖性
采用新技术的超前性
信息战的内容及特点
通信侦察:使用通信侦察设备来探测、搜索、截获敌方的无线通信信号,对信号进行测量、分析、识别、监视以及测向和定位,以获取信号频率、电平、调制方式等技术参数以及电台位置、通信方式、通信特点、网络结构和属性等情报。
通信干扰:使用通信干扰设备发射专门的干扰信号,破坏或扰乱敌方的无线通信,是通信对抗的进攻手段。
通信抗干扰:在军事通信设备及系统中采用的通信反侦察、反干扰措施,是通信对抗的防御手段。本次讲座重点讨论有关通信抗干扰问题。
通信对抗的分类
通信中遇到的干扰
人为干扰和非人为干扰
军事通信中非敌意的人为干扰:
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰等。
军事