扩频通信-直接序列扩频概.docx

扩频通信是一种特殊的通信技术，主要特点是将原本窄带的信号扩展到较宽的频带上进行传输，以提高通信的可靠性和安全性。这种技术的核心在于将信号与一个高速的伪随机码序列（扩频码）相结合，使得信号的频谱在传输过程中得到扩展。扩频通信分为直接序列扩频（DSSS）、频率跳频（FHSS）和时间跳频（THSS）三种主要类型。 直接序列扩频（DSSS）是扩频通信中常见的一种方式，其特点是利用特定的扩频码对信息进行编码，使得信号带宽显著增加。在DSSS系统中，高速率的扩频码使得发射信号的功率谱密度降低，信号淹没在背景噪声中，提高了隐蔽性和低截获概率，这对于军事通信和保密通信尤其重要。此外，由于DSSS系统利用正交性扩频码，可以通过分配不同的地址码实现码分多址（CDMA），提高频谱利用率并增加传输速率。 抗干扰能力是扩频通信的一大优势。根据香农的信道容量公式，通信系统的信道容量与信道带宽、信号功率和噪声功率有关。在信噪比较低的情况下，增加信道带宽可以维持相同的通信质量。在DSSS系统中，当干扰信号和噪声与扩频码不相关时，解扩过程实际上是对干扰信号进行了再次扩频，将其分散到更广阔的频带中，使得干扰信号在每个频段上的功率降低，增强了系统的抗干扰性能。 在接收端，DSSS系统会对接收到的信号进行解扩处理，只有与解扩码相关的有用信号才能被恢复，而与解扩码不相关的干扰信号则被滤除。通过中频滤波器，大部分干扰信号的功率被削减，进一步提升了系统输出的信噪比。 为了量化扩频通信系统的性能，通常使用处理增益和抗干扰容量两个指标。处理增益是衡量系统抗干扰能力的关键参数，它定义为接收机输出信号信噪比与输入信号信噪比的差值。处理增益的大小直接影响了系统在噪声环境下的工作性能。抗干扰容量则是指系统在保持一定误码率条件下能够承受的最大干扰功率，它与处理增益一同反映了扩频通信在复杂环境中的生存能力。 扩频通信，特别是直接序列扩频，是一种通过扩展信号频谱来增强通信安全性和抗干扰性的技术。其理论基础源于香农的信道容量公式，通过增加信道带宽来补偿低信噪比带来的影响。在实际应用中，DSSS不仅提高了通信的可靠性，还实现了多址接入和精确的测距定位功能，广泛应用于无线通信、导航系统等领域。