贵州民族学院毕业论文
要发送的信号首先由PN码1扩频，然后调制由PN码2控制的频率合成器产生的跳变频率，放大后发送出去。接收端首先进行解调，得到一个固定中频的直扩信号，然后进行解扩，送至解调器恢复传送信号。这里运用了两个伪随机码，一个用于直扩，一个用于跳频（控制频率合成器）。一般用于直扩的伪随机码的速率比用于跳频的伪随机码的速率要高得多。干扰机要有效干扰FH/DS混合扩频系统，需同时满足两个条件：1）干扰频率要跟上跳变频率的变化；2）干扰电平必须超过直扩系统的干扰容限。否则，就不能对系统构成干扰。这样就加大了干扰机的干扰难度，从而达到更有效抗干扰的目的。在实际应用中，性能要求较高的扩频通信系统，大都采用混合扩频方式。
2.4 扩频系统的主要技术指标 2.4.1处理增益
扩频系统的处理增益定义为解扩器输出端的信噪比与解扩器输入端的信噪比之比，即
Gp?(S/N)out
(S/N)in处理增益的物理意义是表明扩频系统对于信噪比的改善程度，亦即对干扰的抑制程度。它亦可表示为频谱扩展后的信号带宽与频谱扩展之前信号带宽之比，即
Gp?BcRcTd ??BdRdTc式中，Bc为伪码带宽，Bd为基带信息带宽， Rc为伪码速率，Rd为基带码元的速率，Tc为伪码码元宽度，Td为基带码元宽度。
2.4.2 抗干扰容限
抗干扰容限Mj?Gp?[(S/N)out?Ls]，反映扩频通信系统能在多大的干扰环境下正常工作。式中(S/N)out为信息数据正确解调所要求的最小输出信噪比，
Ls为接收系统的工作损耗。例如，一个扩频系统的处理增益为38dB, 要求误码率小于10?5,信息数据解调的最小输出信噪比(S/N)out?11dB,系统损耗Ls=4dB,
9
作者: 王杰昌 ( 计算机与信息工程学院06级电子信息科学与技术专业) 指导老师: 杨国权
则Mj?Gp?[(S/N)out?Ls]?38-（11+4）=23dB。说明该系统能在干扰输入功率电平比扩频信号功率电平高23dB的范围内正常工作，即该系统能在接收输入信噪比?-23dB的环境下正常工作。
2.5 扩频系统的优点及应用发展现状 2.5.1 扩频系统的主要优点 (1) 抗干扰性强
扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。
（2）低截获性
扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。
（3）抗多路径干扰性能好
多径干扰是发射信号在传播过程中，遇到各种反射体(如电离层、对流层、高山、高大建筑物或建筑群等)引起反射或折射，形成对直接到达接收机的发射信号的干扰。这是所有无线通信，如卫星通信、微波通信、移动通信、短波通信等所面临的十分突出的问题。可以利用扩频码序列之间的相关特性，在接收端用相关技术从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把来自多个路径的同一码序列的波形相加合成。可见常规通信技术难以解决的多径干扰问题，采用扩频技术却能得到圆满的解决。
（4）信息保密性好，对各种窄带通信系统的干扰很小
在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了，所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同的码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。
此外，由于扩频信号具有很低的功率谱密度，它对目前使用的各种窄带通信系统的干扰很小。
10
贵州民族学院毕业论文
（5）易实现码分多址
在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。
（6）能精确地定时和测距
在扩频通信中如果扩展频谱很宽，则意味着所采用的扩频码速率很高，每个码片占用的时间就很短。当发射出去的扩频信号在被测物体反射回来后，在接收端解调出扩频码序列，然后比较收发两个码序列相位之差，就可以精确测出扩频信号往返的时间差，从而算出二者之间的距离。测量的精度决定于码片的宽度，也就是扩展频谱的宽度。码片越窄，扩展的频谱越宽，精度越高。
2.5.2 扩频系统在现实生活中的运用
近年来，扩频通信不仅在军事领域．在民用通信方面也得到广泛应用。例如CDMA码分多址公众移动通信系统就是典型的例子。所谓码分多址．就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，即把每个用户的语音信息码(占13kHz带宽)扩频到很宽的频带进行传输。在接收端则使用与发射端相反的过程进行解扩，把信号还原为窄带的信息码。CDMA具有扩频通信的各种优点，例如：信噪比比较低、通信比较隐蔽、保密性强、系统容量大、数据速率比较高、抗衰落能力强等。因此，随着通信技术和计算机技术的发展，扩频通信必将会有广阔的发展前景。
11
作者: 王杰昌 ( 计算机与信息工程学院06级电子信息科学与技术专业) 指导老师: 杨国权
第三章 跳频扩频系统的组成及工作原理
3.1 跳频扩频系统的组成及工作原理 3.1.1 跳频系统的组成
跳频扩频（FHSS）通信是扩频通信的一种，是以载波频率的跳变进行通信的。这种通信可以有效地躲避干扰，已成为抗电子干扰的主要手段。系统的信道数、载波的带宽、跳频的速率和跳变的伪随机性是抗干扰的重要技术指标。信道数越多，带宽范围越大，跳变的速率越快，频率跳变的规律越接近随机变化，就越难以被外界干扰。
跳频扩频（FHSS）系统组成框图如图4所示。
图4 跳频扩频系统组成框图
跳频系统的载频受一个伪随机码控制，不断地、随机地跳变，因此跳频系统可视作载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。与直扩系统不同，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频系统主要由PN码产生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中，由PN码序列控制频率合成器，使发射频率能随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到固定的中频信号，该中频信号经放大后送到解调器，恢复传送的信息。此处，混频器实际上担当了解调器角色，只要收发双方同步，就可将频率跳变信号转换为一个固定频率的信号。
3.1.2 跳频系统的工作原理
在传统的定频通信系统中，发射机中的主振荡器的振荡频率是固定设置的，因而它的载波频率是固定的。为了得到载波频率是跳变的跳频信号，要求主振荡器的频率应能遵照控制指令而改变。这种产生跳号的装置叫跳频器。通常，跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的，如图5（a）所示。
12