扩频通信理论基础
直接扩频通信理论基础
汇报人：XXX
智能工业：通过直接扩频通信技术 实现工业设备的远程监控和维护， 提高工业生产效率和设备可靠性。
军事通信：抗干扰能力强，适用于 复杂环境
物联网：适用于低功耗、低速率的 通信场景，如智能家居、智能农业 等
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卫星通信：扩频码可实现码分多址， 提高频谱利用率
智能交通：用于车辆识别、交通信 号控制等，提高交通效率与安全性
保密性好：扩频通信可以将信号隐藏在噪声中，使得信号不易被窃取。
抗截获能力强：由于扩频通信的信号是随机变化的，因此很难被截获。
PART TWO
扩频通信是一种利用信息扩展频带传输的通信方式 理论依据：香农定理，即信息传输速率等于频带宽度与信噪比的比值
扩频通信通过扩展信号的频带宽度，降低信号功率谱密度，提高抗干扰能力和信噪比
物联网：物联网设备数量众多，扩频通信具有低功耗、低成本和抗干扰能力强等特点，适用于物联网领域。
扩频通信技术可以提高卫星通信的抗干扰能力和保密性 扩频通信技术可以扩展卫星通信的频带，提高通信容量和传输速率 扩频通信技术可以降低卫星通信的发射功率，减小干扰和噪声的影响 扩频通信技术可以应用于卫星导航、定位和遥感等领域的信号传输和处理
特点：具有较强 的抗干扰能力和 较高的保密性， 广泛应用于军事、 卫星通信等领域。
优势：扩频通信 具有抗干扰能力 强、抗多径干扰 能力强、抗截获 能力强等优点。
原理概述：直接序列扩频通信利用高速伪随机序列将信息扩展频谱，实现抗干扰和保 密通信。 信号特点：信号具有低功率谱密度和抗干扰能力强，能够实现远距离传输和隐蔽通信。
XXX,a click to unlimited possibilities
扩频通信基础
跳频图案
图1所示为一快跳频图案, 它是在一个时间段内传送 一个码位(比特)的信息. 通常称此时间段为跳频的 驻留时间,称频率段为信 道带宽. 图2所示为一慢跳频图案, 它是在一个跳频驻留时间 内传送多个(此处3个) 码位(比特)的信息.
跳频系统性能指标
跳频带宽 跳频频率的数目 跳频的速率 跳频码的长度(周期) 跳频系统的同步时间
扩频通信定义
扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的 频带宽度远大于所传信息必须的最小带宽;频带的扩 展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的 方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用 同样的码进行相关同步接收,解扩及恢复所传信息 数据 信号的频谱被展宽了 采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱 在接收端用相关解调来解扩
1110010 1110010 1110010 1110010 1110010 1110010
0001101 1110010 0001101 0001101 0001101 1110010 000ππ0π πππ00π0 000ππ0π 000ππ0π 000ππ0π πππ00π0
发送码 发端已调信号
扩频通信的基本原理
扩频通信的分类
◆直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum) ◆跳变频率(Frequency Hopping) ◆跳变时间(Time hopping) ◆各种混合方式
直接序列扩频CDMA系统
所谓直接序列 (DS-Direct-Scquency)扩频,就是直接用具有 高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱.而在收端, 用相同的扩频码序列去进行解扩,把展宽的扩频信号还原成 原始的信息.
m序列的性质
m序列的自相关函数由下式计算(p=2n-1):
第3章第4讲 扩频通信、抗衰落技术分析
图3-42 利用波束赋形技术实现SDMA
6．混合多址接入方式
在实际中通常是将CDMA与FDMA、 TDMA结合在一起来使用，如图3-43所示。
图3-43 混合多址接入方式示意图
3.3 抗衰落技术 3.1.1 分集
分集（Diversity）就是在独立的衰 落路径上发送相同的数据，由于独立路 径在同一时刻同时经历深衰落的概率很 小，因此经过适当的合并后，接收信号 的衰落程度就会被减小。
空间分集(Space Diversity) 空间分集在发端采用一副天线发射，而在接收端采用多副间隔 距离d≥λ /2（λ 为工作波长）的天线接收，以保证接收天线输出信 号的衰落特性是相互独立的。经相应的合并电路从中选出信号幅度较 大、信噪比最佳的一路，得到一个总的接收天线输出信号，从而降低 了信道衰落的影响，改善了传输的可靠性。该技术在FDMA、TDMA及 CDMA移动通信系统中都有应用。
（2）CDMA移动通信系统具有的特性
① 多址干扰 ② 远近效应 ③ 边缘问题 ④ CDMA系统接收的特点 ⑤ CDMA系统软容量的特点 ⑥ CDMA系统的小区呼吸Fra bibliotek应 ⑦ 软切换
图3-41 软容量示意图
当相邻小区的负荷不相同时，负荷重的小区降低发射 功率，使本小区边缘的用户切换到临近小区，从而实 现负载控制
采用分集技术便可在接收终端上大大降低深衰落的影响，从 而改善传输的可靠性。对于阴影衰落造成的宏观信号衰落可 使用宏观分集；对于多径传播造成微观衰落可使用微观分集。 宏分集（也叫多基站分集）：为了消除阴影区域产生的 信号衰落，将多个基站设置在不同的地理位置和不同的方 向上同时和小区内的一个移动台进行通信。 微分集：在一个局部区域接收到无线信号在空间、角度、 频率、时间等方面呈现出独立性，因此对应的分集方法有 空间分集、极化分集、角度分集、频率分集、时间分集和 分量分集等多种。
第1章 扩频通信的理论基础
第1章扩频通信的理论基础第1章扩频通信的理论基础『扩展频谱通信及其多址技术』，曾兴雯等，西安电子科技大学出版社『扩频通信』，田日才，清华大学出版社『CDMA 移动通信技术』，孙立新等，人民邮电出版社『CDMA 扩频通信原理』，维特比(Viterbi)，人民邮电出版社『第三代移动通信系统无线增强技术』，王江舟，电子工业出版社辅导：梁红玉，星期二下午3:00-5:00, 七教四楼通信教研室第一章扩频通信的理论基础一、基本概念由通信原理数字调制（ASK ，FSK ，PSK 等）知：信号占据频带：是频移间隔，调制符号速率)话音PCM 编码速率为：话音归结――窄带调制方式而扩展频谱通信（spread spectrum communication －简称扩频通信）其信号占据的带宽（几百～几万）（调制带宽：几MHz ～几十MHz ）―――――宽带调制方式目前甚至出现1. 同分布的中心极限定理几百Mhz ～几GHz ―――――超宽带调制方式相互独立，服从同一分布，具有数学期望和方差：则对任意的，有概率分布函数――正态分布！2. 模2加运算在扩频处理中经常用到的运算：模二加 a ⊕b a. 二进制运算――a,b 是二进制符号b. 运算后进行MOD2处理――相加的结果除以2取余数例：1⊕1=0; 1⊕0=1;0⊕1=1; 0⊕0=0;经常在实际信号波形幅度中用－1表示“1”，用＋1表示“0”，可以对应为： -1×-1= +1; -1×+1= -1; +1×-1= -1; +1×+1= +1; 3. 噪声1）高斯白噪声单边功率谱密度，双边功率谱密度带宽B 后噪声功率为“白”――从功率谱密度角度，在频带范围内功率谱密度是一个常数“高斯”―― 根据中心极限定理，其电压幅度应服从正态分布p (v ) =其中v 为v 的均值，σ为的方差。
对于白噪声v =0，均方差就是方差σ=N 0B ，理想“白噪声”是指带宽 2）白噪声的自相关函数a. 对理想白噪声S n (f ) =1+∞N 0j ωτd ω⎰-∞2π2=0δ(τ)21+∞j ωτe d ω单位脉冲函数其中δ(τ)=R v (τ)=b. 基带频限带白噪声（白噪声通过低通滤波器）R v (τ)=N 0f Lsin (2πf L τ)2πf L τc. 中频（射频）限带白噪声R v (τ)=N 0f L4. Shannon 公式：sin (2πf L τ)cos (2πf 0τ)2πf L τ问：宽带的优势何在？按常规的理解，在一定可用频段内，宽带使传输容量减小？依据：Shannon 定理，1948年提出，定义为对于高斯白噪声信道，通信系统极限的传输速率（又称为信道容量）为：与容量之间的互换关系。
第3章第4讲 扩频通信、抗衰落技术
——空间分集的两种变化形式：极化分集和角度分集
59
频率分集(Frequency Diversity)
频率分集是将待发送的信息分别调制到频率不相关的载 波上发送，只要载频间隔大于相干带宽，则接收端所接 收到信号的衰落是相互独立的。 在移动通信系统中，可采用信号载波频率跳变扩展频 谱技术来达到频率分集的目的。和空间分集相比，频 率分集的优点是减少了天线数目，缺点是要占用更多 的频谱资源，在发端需要多部发射机。
CDMA网络与GSM网络完全不同，由于不再把信道和用户分开考 虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务 量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中业务量增多就意 味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸。 “小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖，增加系统容量
5．空分多址
2．CDMA系统地址码和扩频码的应用
主要可以分为3类: （1）用户地址码。 （2）信道地址码。 （3）小区地址码。
3 扩频通信的主要性能指标
(1)．扩频处理增益
处理增益G定义为频谱扩展后的信号带 宽B2与频谱扩展前的信号带宽B1之比，即
B2 R2 T1 G B1 R1 T2
（4-23）
（3）．频带利用率
频带利用率就是传输的数据率（bit/s） 与数字信号所占的频带（Hz）之比单位为 bit/s/Hz。
3.2.4 多址接入技术
1．多址接入技术简介
多址技术主要是解决如何使多用户共享系统无线资源的问题。 必须对不同移动台和基站发出的信号赋予不同的特征，使基 站能从众多移动台的信号中区分出哪一个移动台发出来的信 号，而各移动台又能识别出基站发出的信号中哪个是发给自 己的信号。
显分集
微分集
扩频通信概述ppt课件
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2024/3/10
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扩频通信概述
四、扩展频谱通信系统的特点
缺点
复杂、成本高 对宽带干扰没有抵抗能力 对信道要求高，带宽效率低（某些场合）
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2024/3/10
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2024/3/10
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扩频通信概述
八、扩频通信技术的发展趋势
扩频带宽和处理增益进一步提高； 跳频和跳时的跳速向更高的方向发展； 扩频码的复杂性进一步提高； 采用混合扩频技术； 采用多进制扩频技术； 采用多载波扩频技术； 扩频通信技术实现的数字化、 软件化；
扩频通信技术和自适应技术如自适应选频、 自适应天线和自适应干扰抑制滤波技术结合 使用。
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扩频通信概述
五、扩频通信的发展简史
跳频和跳时的概念出现于1940年代的早期
1942年由在奥地利出生的女演员Hedy Lamarr 和美国作曲家George Antheil发明。
直接序列的概念晚几年出现
相关检测出现在1940年代后期 瑞克接收机出现在1952年
早期绝大多数应用于军事和情报目的
扩频通信概述
扩频通信概述
一、扩频通信的理论基础
二、扩频通信的概念
三、扩频通信的分类
四、扩频通信系统的特点
五、扩频通信的发展简史
六、扩频通信系统的主要技术指标
七、扩频通信的应用
八、扩频通信技术的发展趋势
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
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扩频通信概述
一、扩频通信的理论基础
第2章 扩频技术及其理论基础
扩频技术及其理论基础
2.1.4 扩频系统的物理模型
图 2-4 为扩频系统的物理模型, 信源产生的信号经 过第一次调制——信息调制(如信源编码)成为一数字信 号, 再进行第二次调制——扩频调制, 即用一扩频码将数 字信号扩展到很宽的频带上, 然后进行第三次调制, 把 经扩频调制的信号搬移到射频上发送出去。
Gs ( f )
A
f0 (a)
f
f0－fc
f0 (b)
f0＋fc
f
图 2-10 干扰功率谱变化 (a) 扩展前； (b) 扩展后
第2章
扩频技术及其理论基础
2. 干扰容限 所谓干扰容限, 是指在保证系统正常工作的条件下, 接收机能够承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数, 用Mj表示, 有
S M j GP LS d B N o
第2章
扩频技术及其理论基础
编 码 器
输出{b i}
a0 {a i}
a1 …
a k－1
k位移位寄存器
图 2-11 软扩频实现框图
第2章
扩频技术及其理论基础
2.2.5 直扩系统的特点和用途
直扩系统的特点主要有以下几个方面: (1) 具有较强的抗干扰能力。 (2) 具有很强的隐蔽性和抗侦察、 抗窃听、 抗测向 的能力。
(2-3) (2-4)
第2章
扩频技术及其理论基础
令x=S/n0B, 对式(2-3)有
n0 B S S S lim C lim Ib(1 )( ) Ib e B B n0 B n0 n0 S
故
S lim C 1.44 B n0
(2-5)
第2章
一个确定的振幅值, 已调信号的包络与原始信号成线性 关系。
扩频通信教学文档
第一章扩频通信的理论基础二、直接序列扩频(DS)原理同的PNN倍！数学模型为：1.2.1发送：换的数字信号：PCM，∆M等PN码振荡源（图）――符号周期宽度，符号速率，信息符号，门函数伪随机码序列：(注意这里一般用双极性波形)，设是方波，也是门函数，伪码速率，伪码周期为，举例――――信息：0 1 1 001100101 10011010 10011010 01100101扩频码：扩展序列：∵方波波形相乘等效于二进制码的“模二加”―>射频调制：BPSK（也可以采用MSK ， QPSK 等） 频谱/功率谱扩展情况功率谱推导：设功率谱关系 ：，则有：（和相互独立，）：周期长的PN 序列，其自相关函数为（为时延差）归一化：功率谱函数：BPSK 调制的自相关函数：从而可得：1.2.2 接收有用信号 信道噪声 干扰信号 用户干扰本地伪码序列，与发送PN 序列同步，有同步时差其中有用信号：只要满足伪码同步（PN 码相同，时间起点对齐），则有再经过相干解调：在满足载波同步和相位同步条件下：有：------- 基带滤波 此过程波形图见课本图2-6对于噪声与干扰输出大大消减解扩与基带滤波这是由于：窄带干扰：解扩中---->宽带扩频信号，能量扩散------> 输出强度 （基带滤波）噪声：为宽带噪声――――> 变为窄带噪声下降倍 （基带滤波，解扩未带来新噪声）用户干扰：―――――>解扩输出，强度至少下降N 倍（多用户间伪码不相关：互相关）频谱示意图：1.2.3 处理增益与干扰容限A. 衡量系统抗干扰能力―――处理增益（或扩频增益）定义：接收相关处理的输出与输入信噪功率之比。
（主要是解扩与基带滤波）由于：，假定：解扩已取得伪码同步，相关处理前后信号功率不变，有对于窄带干扰，再设 输入干扰功率带宽为， 解扩前后干扰总功率不变，只是谱密度下降为（被“扩频”了） 从而有：而 （基带滤波输出的结果），有：●对：解扩无作用，不能改变噪声功率谱密度（），基带滤波后：●对用户干扰，多径干扰等的分析，根据扩频序列的互相关和自相关性能的不同，会得到不同的，但一般有从以上分析可知：提高的技术途径：―― 受码发生器电路码速率限制―― 目前一般，PCM 话音编码，码速率为，若采用语音压缩技术（线性预测编码，矢量量化编码等）可达，从而使大大提高 通过采用多进制数字调制方法降低符号速率，如QPSK ，16QAM 等例： 增大3dB 增大8dB 相对而言：降低花费代价较增大要小B. 干扰容限：――允许输入的最大干信比值 ( 对应为：最低要求的信噪比)保证系统正常工作（即满足输出信噪比要求，BER 极低），接收机输入端许可的干扰信号比有用信号高出的分贝数，即系统对的要求。
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直接扩频通信系统的仿真实现： 通过MATLAB仿真软件搭建仿真系统，如下图 示：
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
上图是一个先调制后扩频的扩频通信系统 框图。Random-Integer Generator(随机整 数发生器）产生的二进制随机信号，采样 周期为0.01.信号馈入载频为3000Hz的通带 M-PSK调制器（ M-PSK Modulator Passband)调制，调制后的单列双极性码 的实信号被周期为31的m序列直接相乘进 行扩频。扩频后的双极性二进制的信号进 入AWGN为-20dB的传输环境后进入接收 部分。信号先进行解扩，然后进入通带MPSK调制器解调，解调后的信号直接进入 误码表。
Error Rate Calculation的设置参数
昆明理工大学电子信息工程专业
2008年7月3日
有关直接序列的扩频知识简单介绍如上。恳请老师 和同学们提出宝贵的意见，以便我小组及时补充和 修改，为后续课题做好准备。 谢谢！
本次仿真用到的主要网站 百思论坛» Matlab专区：/forum-120-1.html Matlab中文论坛： /index.php Matlab中国论坛： /
第七小组全体成员 2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
2008年7月3日
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
扩频通信系统的工作原理: 数字扩频通信的一般工作原理如下图所示。
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
扩频通信系统的工作原理
由上图图1所示,为一个数字扩频通信系统的基本框图。 其中信道编码器、信道解码器、调制器和解调器是传统 数字通信系统的基本构成单元。在扩频通信系统中除去 了这些单元外，应该用了相同的伪随机序列发生器，分 别作用在发送前端的调制器与接收前端的解调器。这两 个序列发生器产生伪随机噪声（PN）二值序列，在调制 端将传送信号在频域进行扩展，在解调端解扩该扩频发 送信号。 扩频通信系统由于在发送端扩展了信号频谱，在接 收端解扩还原了信息，这样的系统带来的好处是大大提 高了抗干扰容限。理论分析表明，各种扩频系统的抗干 扰性能与信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。一 般把扩频信号带宽W与信息带宽△F之比称为处理增益 GP,它表明了扩频系统信噪比改善的程度。除此之外，扩 频系统的其他一些性能也大都与GP有关。
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
直接序列扩频(DSSS) 基本概念:
所谓直接序列扩频, 就是在发端直接用具有高码率 的扩频码序列对信息比特流进行调制, 从而扩展信 号的频谱, 在接收端, 用与发送端相同的扩频码序列
进行相关解扩, 把展宽的扩频信号恢复成原始信息。 一种直接序列扩频技术是使用异或运算将数字信息 流与扩展码位流结合起来.
昆明理工大学电子信息工程专业 2008年7月3日
为了解调接收信号，要求接收机产生的PN序列 与接收信号中所含的PN序列同步。初始阶段， 可以通过发送一个固定的伪随机图样来获得同 步，当两端的发生器建立同步后，信息传输便 可开始。 扩频通信系统通常要满足以下几个条件： 1、信号占用的带宽远远超出被发送信息的带 宽； 2、用于扩频的信号与数据无关； 3、接收端的解扩是将接收的扩频信号与同步扩 频序列副本通过相关检测完成
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
对香农公式的几点说明:
1）要增加信道容量（即增加系统的信息传输速 率），可以通过增加传输信号的带宽(W)或增加信噪 比(S/N)来实现。 2）当信道容量C为常数时，带宽B与信噪比S/N之间 可以互换，即可以通过增加带宽(W)来降低系统对信 噪比(S/N)的要求，也可以通过增加信号功率来降低信 号的带宽。 3）当带宽(W)增加到一定程度后，信道容量C不可 能无限制地增加。 因此在无差错传输的信息速率C不变时，如信噪 比很低(N/S很大)，则可以用足够宽的带宽来传输信号。 也就是说带宽传输系统有较强的抗干扰能力
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
扩频通信的优点
1）干扰抑制 扩频系统的抗干扰思想是基于通信链路中有许多正交信 号可供选择，而在任一时段只选用其中的一个子集，干 扰者无法确定当前使用的信号子集。 2）降低能量密度 扩频通信系统中信号被展宽到很宽的频带上，信号功率 分布较为稀疏并接近均匀。 3）提高时间分辨率 扩频信号可以用于测距和定位，根据脉冲在信道中的传 输时延可以测出传播距离,时延测量的误差与脉冲信号 带宽成反比。 4）多址接入 扩频技术用于多址接入以实现用户共享信道资源的目的。
昆明理工大学电子信息工程专业
2008年7月3日
4、m序列（重点，后面仿真用到该序列） m序列是最常用的一种伪随机序列，它是最长线性反馈 移位寄存器序列的简称。m序列是由带最长线性反馈 移位寄存器产生的序列，并且具有最长周期。 定义一个多项式：
一个n次多项式F(x)如果满足下列3个条件，则称为本原 多项式 （1） F(x)多项式是既约的，即不能在进行因式分解； （2） F(x)可以整除xm +1 ，其中m=2n-1 （3） F(x)不能整除xq+1，其中q<m
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
例如说在发射端将"1"用11000100110，而将 "0"用00110010110去代替，这个过程就实现 了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是 11000100110就恢复成"1"是00110010110就 恢复成"0"，这就是解扩。这样信源速率就被 提高了11倍，同时也使处理增益达到10dB以 上，从而有效地提高了整机倍噪比。
昆明理工大学电子信息工程专业
2008年7月3日
扩频通信概念 扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)， 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。扩频通信是将待传送的信息数据被伪 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。 扩频信号具有以下三个特征： 1) 扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号； 2) 传输带宽远大于被传送信息的原始带宽； 3) 接收机中必须有与宽带载波同步的副本。
2008年7月3日 昆明理工大学电子信息工程专业
扩频技术的种类 直接序列（DS）系统：用一高速数字编码序列 直接调制发射机载波，由于编码序列的带宽应 远大于原始信号带宽，从而扩展了信号频谱； 跳频（FH）系统：使发射机频率在一组预先指 定的频率上按照编码序列所规定的顺序离散的 跳变，从而扩展发射波的频谱； 此外扩频通信还有跳时（TH）扩频和线性调频 扩频。
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
m序列具有以下性质： （1）ｎ级ｍ序列的周期为２的ｎ次方减１。 （2）在ｍ序列中“1”的个数比“0”的个数多1。 （3）宽度为n 的窗口在m 序列滑动N次，每次移1位，则除全 “0”外，其他每种n状态也刚好出现一次。 （4）一个ｍ序列与该序列的任意位相移后的序列模2加后， 仍为具有某种相移的该ｍ序列，称为线性叠加性
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
伪随机序列
伪随机序列与随机序列的区别在于，随机序列是不可预测 的，而伪随机序列实质上不是随机的，而是有发送端或接 收端生成的确定性周期信号。 为什么要选用随机信号或噪声性能的信号来传输信息呢？ 常见的伪随机序列有： 1、移位寄存器序列 是指由移位寄存器输出的由1、0构成的序列，相应的时间波 形又“1”、“-1”构成的时间函数。 2、Gold码 用一对优选的周期和速率均相同的m序列模2加后得到的。 3、Bark码 是一种非周期序列
同 步
不论是直接序列扩频还是跳频扩频，接收端都需要一 个同步的扩频序列副本以进行接收信号的调制。本地生成 的扩频序列于接收扩频信号的同步通常要经过两个步骤完 成。第一步是捕获，使两个信号彼此粗略的对准；一旦接 收的扩频信号被捕获，接着进行第二步的跟踪，通过反馈 回路使两个波形尽可能的精确对准。
2008年7月3日 昆明理工大学电子信息工程专业
昆明理工大学电子信息工程专业
2008年7月3日
扩频通信的理论基础 扩频的基本理论是根据信息论中的香农（shannon） 公式：在加性高斯高斯白噪声干扰条件下通信系 统的极限传输速率（信道容量）为 C：信道容量 W：信道带宽 N：噪声功率 S：信 号功率
含义：一个信道无误差的传输信息的能力取决于信 道中的信噪比以及用于传输信息的信道带宽。
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
直接序列扩频通信的波形原理图
2008年7月3日
昆明理工大学电子信息工程专业
直接序列扩频通信的功率谱密度图
2008年7月3日
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先调制后扩频系统介绍：
在发射机端，要传送的信息先转换成二进制数据或 符号，先经过M-PSK调制后与伪随机码（PN码）进行 相乘运算后形成复合码，然后送入信道加入高斯白噪 声。通常为提高发射机的工作效率和发射功率，扩频 系统中一般采用平衡调制器。 在接收机端，用与发射机端完全同步的PN码对接收 信号进行解扩后再经解调器还原输出原始数据信息。
直接序列的扩频通信
第七小组
张恒、李兴东、肖建亚、原心 徐超、刘聪、王鑫、李晓莹、 黄俊、
2008年7月3日 昆明理工大学电子信息工程专业
扩频通信的短暂的历史
有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员 Hedy Lamarr和钢琴家George 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，直到二十世纪八十年代才引起关注将它用于敌对 环境中的无线通信系统。 扩频技术在解决短距离数据收发信机中的典型应用是 卫星定位系统(GPS)、3G移动通信、WLAN (Wireless Local Area Network )和蓝牙技术。扩频技 术也为提高无线电频率的利用率提供帮助(无线电频谱 是有限的，因此也是一种昂贵的资源)。