发布时间 : 星期二 文章扩频通信系统中chirp干扰的识别与抑制研究更新完毕开始阅读ecb46ea73169a4517623a37d
的一种就是扩频通信技术，所传信息必需的最小带宽相对于它的信号所占用的频带宽度而言，后者要比前者高很多倍；一个独立的码序列即可把频带的扩展完成，它由编码及调制的方法来实现，对于所传信息数据没有影响；对于相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据则需要在接收端运用同样的码来进行[2]。
定义有这样几个方面的意思： （1）信号的频谱被展宽了。
任何信息的传递都不能没有一定的带宽，这又被叫做信息带宽。
例如人类的语音的信息带宽在数百Hz至数千Hz之间，电视图像信息带宽较高，可达到数兆Hz。为了使频率资源被充分地利用，通常在传输信息方面采用的带宽和信息带宽相比差不多。在无线电通信中，射频信号的带宽和所传信息的带宽相比拟。如用调幅信号的带宽是传送的语音信息的带宽的两倍；电视广播射频信号带宽与视频信号带宽相比，电视广播射频信号带宽也只是稍高于视频信号带宽。它们都被归为窄带通信[2]。
一般的调频信号，或脉冲编码调制信号，它们的带宽是信息带宽的数倍至十几倍。扩展频谱通信信号带宽远远高于信息带宽，其比值可达到数百[1]，这些都是宽带通信的范畴。
（2）展宽信号频谱运用了扩频码序列调制的方式。
在时间上有限的信号，我们知道它的频谱是无限的。例如一段脉冲信号的带宽很窄，但是它的频谱很宽。信号的频带宽度近似的反比于其持续时间，带宽为1MHz的频谱对应的脉冲持续时间约为1?s。因此，如果用所传信息把限窄的脉冲序列调制，则可产生的信号的频带宽度将会很高。
获取扩频信号可采用扩频码序列调制方式，其中采用了这种方法用于调制包括了直接序列扩频系统。这种码序列叫做扩频码序列，它的码速率非常高，但是脉冲很窄。需要在这里指出的是采用的扩频码序列对于需要传递的信息数据是没有半点
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关系的，也就是说这种信号和一般的正弦载波信号相似，对传递信息的透明性起不到任何的影响。这种序列仅仅是对扩展信号频谱有一定的帮助。
（3）利用相关解调方式在接收端解扩
正如在一般的窄带通信中，恢复所传的信息需要进行解调，是利用已调信号在接收端上进行的。在扩频通信接收端，以同样的扩频码序列和发送端接收到的扩频信号进行相关解调，恢复传送信息。用另一种方式去解释，解扩这一作用由这一解调体现出。即该信号扩展后，恢复其原所传信息。在窄带开始扩展到接收端的宽频带信号，并把它变成一个窄带解扩信息处理这些信息，这会带来很多好处。
2.1.2 扩频通信的理论基础
长期以来，常规通信为了使宝贵的频谱资源得到充分的利用，总是想法占领尽可能窄的频谱[5]。而这样宽频带的信号在扩频通信系统中，为了通信的安全可靠被用来传递信息。
扩频通信的传输信号所占用的频带宽度(W)比原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(?F)高很多倍，这是它的基本特点，处理增益Gp是它们之间的比值[1]:
Gp?W （2-1） ?F有效地传输任何信息都需要一定的频率宽度，如话音所需的频率宽度范围在1.7kHz --- 3.1kHz之间，电视图像则可达到数兆赫。为了使有限的频率资源被充分利用，不同调制方式被人们广泛地运用，增加通路数目，采用宽频信道(同轴电缆、微波和光纤等)，和压缩频带等措施，同时尽量减少传输媒介中传输信号带宽的占用。因现今使用的电话、广播系统中，属于窄带通信，调制制式不论是采用调幅、调频或是脉冲编码调制，Gp值一般都不会超过20倍[5]。而扩频通信属于宽带通信，其Gp值高达数百甚至上千倍。
信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式，是由信息论和抗干扰理论的基
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本公式引伸而来的，这也验证了扩频通信的可行性。其公式如下[1]：
C?Wln(1?P) （2-2） N式中： P ---信号功率
C ---信道容量(用传输速率度量) N ---噪声功率 W---信号频带宽度
式(2-2)说明，频带宽度W和信号功率与噪声功率之间的比值（信噪比）可以互换，其建立在传输速率C不被改变的条件下成立。在信噪比P／N(S／N)较低的情况下，可以通过增加频带宽度来传输信息。扩频通信中扩展频谱以更低的要求换取信噪比，是它的重要特点，在扩频通信应用方面奠定了基础。
信息传输差错概率的公式，被柯捷尔尼可夫提出，是另一个理论基础关于扩频通信可行性的，其表达式如下：
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Powj?f(式中：
Powj --- 误差几率 E --- 信号能量 N。--- 噪声功率谱密度 因为， 信号功率 P?E) （2-3） N0E (T为信息持续时间) T噪声功率 N?WN0 (W为信号频带宽度) 信息带宽 ?F?1则式(2-3)可化为： T7
Powj?f(PWTPW)?f() （2-4） NN?F式(2-4)说明，对于带宽 ?F不变的信息而言， 为提高通信系统抗干扰的能力，用来传输的宽带信号Gp值较大， 保证通信在恶劣条件下安全可靠的传输。 其中式(2-4)与式(2-2)说明了信噪比和带宽是可以互换的。 之所以传输信息用信息带宽成百上千倍的宽带信号，就是为了使通信系统的抗干扰能力增强，即可以在恶劣条件下仍旧保持安全可靠的通信。这一基本思想和理论依据在扩频通信系统中得到了运用[2]。
2.2 直接序列扩频工作方式
直接去求高码率的扩频码序列和待传输序列的积，在发送端的信号的频谱扩展，在接收端对扩展的信号频谱解扩时使用相同的扩频码序列，并让原始信息得到还原，这样的通信方式叫做直接序列扩频通信 (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)[5]。具体来说，就是将信源与一定的PN码序列（PN: Pseudo-Noise伪噪声码）进行模二加，是一种数字调制方法。扩频的实现方式可以这样打个比方,在发射端用11000100110去代替“1”，而用00110010110去代替“0”即可实现；解扩的方式与扩频方式实现相对应，收到的序列是11000100110在接收机处被恢复成\，而序列00110010110被恢复成\，这就是解扩。
在不丢失数据的情况下，可以把信号能量降低到噪声限度以下，是由于PN码序列的带宽很宽：直接序列扩频系统的带宽通常被认定为功率输出频谱主瓣的零值到零值（null to null）的带宽(2Rc) (Rc是伪码时钟速率)。应该注意的是，90％以上的总能量都在扩频主瓣中，这些能量构成了扩频信号。因此在较窄的射频带宽里清晰的时域脉冲信号被接收信号还原是可行的。
在信息还未发送时，直接序列扩频通信系统中被隐藏信息的内容采用了伪随机（PN）序列调制，经历了这一过程，原信号的频谱被大幅度加宽，使要传输信号的
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