直接序列擴(kuò)頻通信抗干擾性能分析

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1、直接序列擴(kuò)頻通信抗干擾性能分析第24卷第3期2011年6月高等函授(自然科學(xué)版)JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)Vo1.24No.32011?高職高專教學(xué)?直接序列擴(kuò)頻通信抗干擾性能分析雷蕾(陜西郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院通信系,陜西咸陽(yáng)712000)摘要:簡(jiǎn)述了直接序列擴(kuò)頻通信基本原理,討論了直接序列擴(kuò)頻通信的特點(diǎn),對(duì)直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力進(jìn)行研究,最后提出了幾種用于提高該通信系統(tǒng)抗干擾能力的具體方關(guān)鍵詞:直接序列擴(kuò)頻;通信抗干擾;通信對(duì)抗中圈分類號(hào):TN721文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10

2、06—7353(2011)03—0081--021擴(kuò)頻通信的概述擴(kuò)頻通信即擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCommunication),與光纖通信,衛(wèi)星通信一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式.簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),擴(kuò)頻(調(diào)制)是這樣一種通信技術(shù):被發(fā)射的調(diào)制信號(hào)在發(fā)射到信道之前,被與傳輸信號(hào)無(wú)關(guān)的偽隨機(jī)碼進(jìn)行頻譜擴(kuò)展,使之占有的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)原有信息所需的帶寬;而在接收端,接收信號(hào)則被本地偽隨機(jī)碼進(jìn)行解擴(kuò)處理,使其頻帶被縮小相同倍數(shù).在擴(kuò)頻通信中,信息已不再是決定調(diào)制信號(hào)帶寬的一個(gè)重要因素,其調(diào)制信號(hào)的帶寬主要由擴(kuò)頻信號(hào)來(lái)決定.2直接序列通信系統(tǒng)2.1直接序列

3、的組成直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)是將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)(PN)序列擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上去,在接收端,用與發(fā)端擴(kuò)展相同的偽隨機(jī)序列對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理,恢復(fù)出原來(lái)的信息.圖1是直接序列系統(tǒng)的組成原理框圖.由信源輸出的信號(hào)a(t)是碼元持續(xù)時(shí)間為Ta的信息流,偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼為c(t),每一偽隨機(jī)碼碼元寬度或切普(chip)寬度為Tc.將信息碼a(t)和c(t)進(jìn)行模2加產(chǎn)生一V舀阻臣l竺!蘭l圖1直接序列組成框圖速率與偽隨機(jī)碼速率相同的擴(kuò)頻序列,然后再用擴(kuò)頻序列去調(diào)制載波,這樣就得到已擴(kuò)頻調(diào)制的射頻信號(hào).在接收端,接收到的擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)高放和混頻后,用與發(fā)端

4、同步的偽隨機(jī)序列對(duì)中頻的擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò),將信號(hào)的頻帶恢復(fù)為信息序列a(t)的頻帶,即為中頻調(diào)制信號(hào).然后再進(jìn)行解調(diào),恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔(t),從而完成信息的傳輸.對(duì)于干擾和噪聲,由于和偽隨機(jī)序列不相關(guān),在相關(guān)解擴(kuò)器的作用下,相當(dāng)于進(jìn)行了一次擴(kuò)頻.從而干擾和噪聲的頻譜被擴(kuò)展,其譜密度降低,這樣就大大降低了進(jìn)入信號(hào)通頻帶內(nèi)的干擾功率,使調(diào)制解調(diào)器的輸入信噪比和信干比提高,提高系統(tǒng)的抗干擾能力.2.2直接序列的處理增益與干擾容限處理增益與抗干擾容限是直接序列的兩個(gè)重要抗干擾指標(biāo).傳輸信號(hào)在擴(kuò)頻和解擴(kuò)的處理過(guò)程中,擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的抗干擾性能得到提高,這種收稿日期:2

5、011—03—05.作者簡(jiǎn)介:雷蕾(1985--7),女,陜西省成陽(yáng)市人,碩士,助教,研究方向:通信網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備.81第24卷第3期2011年6月高等函授(自然科學(xué)版)JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)Vo1.24No.32O1l擴(kuò)頻處理得到的好處,就稱之為擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益G.,其定義為接收相關(guān)處理器輸出與輸入信噪比的比值,即Gp:或Gp一…iutog..一戮一(扣)(1).)/』i對(duì)于直接序列,輸出功率不變.對(duì)于干擾信號(hào),解擴(kuò)過(guò)程就相當(dāng)于干擾信號(hào)的擴(kuò)展過(guò)程,干擾信號(hào)功率被分散到很寬的頻帶上,

6、進(jìn)入解調(diào)器輸入端的干擾功率相對(duì)于解擴(kuò)器輸入端下降很大,即干擾功率在解擴(kuò)前后發(fā)生了變化.對(duì)于直擴(kuò)通信系統(tǒng)而言,其處理增益就是干擾功率減小的倍數(shù).經(jīng)推導(dǎo)可知,直擴(kuò)通信系統(tǒng)的處理增益為擴(kuò)頻信號(hào)射頻帶寬與傳輸?shù)男畔挼谋戎?或?yàn)閭坞S機(jī)碼速率Rc與信息速率Ra的比值,也即直擴(kuò)通信系統(tǒng)的擴(kuò)頻倍數(shù)N.:N一一簧所謂干擾容限,是指在保證系統(tǒng)正常工作的條件下,接收機(jī)能承受的干擾信號(hào)比有用信號(hào)高出的分貝數(shù),用表示有:=G一一+().l扣(3)其中,L,為系統(tǒng)內(nèi)部損耗,(S/N).為系統(tǒng)正常工作時(shí)要求的最小輸出信噪比,即相關(guān)器的輸出信噪比或解調(diào)器的輸入信噪比.干擾容限直接反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)接

7、收機(jī)可能抵抗的極限干擾強(qiáng)度,當(dāng)干擾機(jī)的干擾功率超過(guò)干擾容限后,才能對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)形成干擾.因而,干擾容限往往比處理增益能更確切地反映系統(tǒng)的抗干擾能力.3提高直擴(kuò)通信系統(tǒng)抗干擾能力的方法3.1采用長(zhǎng)偽碼序列由以上分析可知,長(zhǎng)偽碼序列比短偽碼序列具有更強(qiáng)的干擾能力,而且從偵收中破譯更難,對(duì)長(zhǎng)偽碼序列實(shí)施波形重合干擾也幾乎是不可能的.所以,抗干擾能力強(qiáng)的直擴(kuò)通信,其特征之一都是采用長(zhǎng)的偽碼序列,有的偽碼序列長(zhǎng)度達(dá)2",其周期可達(dá)一年之久.3.2采用自適應(yīng)濾波器抑制窄帶干擾自適應(yīng)濾波器是一個(gè)空間域的數(shù)字濾波器,它對(duì)不應(yīng)作濾波處理的點(diǎn)不作濾波,使濾波過(guò)程82對(duì)區(qū)域