移动通信 扩频通信.ppt

移动通信---第四课扩频通信内容?扩频通信技术?直接扩频技术?扩频调制?码分多址?扩频码序列?同步与跟踪?RAKE 接收?跳频和跳时技术?多载波技术?正交频分复用?多载波CDMA扩频通信?扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机编码(扩频序列:Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。?与常规的窄带通信方式的区别:?一是信息的频谱扩展后形成宽带传输;?二是相关处理后恢复成窄带信息数据。扩频通信的历史及应用?自50 年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。直到80 年代初才被应用于民用通信领域。?为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。扩展频谱技术的理论基础?信息论中的香农定理?其中C-----信道容量(比特/秒)?N-----噪声功率?W----带宽(赫兹)?S-----信号功率?当S/N 很小时(≤)得到:?在无差错传输的信息速率C 不变时,使用大的带宽W,只需小的S/N 就可以了。可以用带宽换取信噪比的好处。扩频通信可行性的另一理论基础?柯捷尔尼可夫关于信息传输差错概率的公式:?Pe≈f(Eb/N0)?式中:Pe --- 差错概率,Eb --- 信号能量,N0--- 噪声功率谱密度?因为,信号功率:P=Eb/T(T为信息持续时间)?噪声功率:N=WN0(W为信号频带宽度)?信息带宽:ΔF=l/T?则:Pe≈f(TW · P/N) = f(P/N · W/ΔF)=f(P/N · G)?此式说明,对于一定带宽ΔF 的信息而言,用G值较大的宽带信号来传输,可以提高通信抗干扰能力,保证强干扰条件下通信的安全可靠。亦说明信噪比和带宽是可以互换的。扩频通信的主要性能指标?处理增益G 也称扩频增益(Spreading Gain):定义为频谱扩展前的信息带宽ΔF 与频带扩展后的信号带宽W 之比:G=W/ΔF?在扩频通信系统中,接收机作扩频解调后,只提取带宽为ΔF 的信息,而排除掉宽频带W 中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响。因此,处理增益G 反映了扩频通信系统信噪比改善的程度。扩频通信的主要性能指标?抗干扰容限:是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力,定义为:?Mj = G - [(S/N)out + Ls]?其中:Mj --- 抗干扰容限;?G --- 处理增益;?(S/N)out --- 信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比;?Ls --- 接收系统的工作损耗。扩频通信的基本原理?扩频:用一个带宽比信息带宽宽得多的伪随机码(PN码)对信息数据进行调制。?解扩:将接收到的扩展频谱信号与一个和发端PN完全相同的本地码相关检测。?收到的信号与本地PN相匹配时,信号恢复到其扩展前的原始带宽?不匹配的输入信号被扩展到本地码的带宽或更宽频带?扩频通信原理框图扩频通信的基本原理