扩频通信技术 第4章.ppt

扩频信号的产生与调制技术;4.1 直接序列扩频系统;*;图4-1（a） 直接序列扩频通信系统方框图;图4-1（b） 直扩信号传输示意图 ;图4-3 接收机中频滤波器输出信号频谱示意图 ;抑制载波双边带调制; 载波频率必须远远高于调制信号中有用信号的最高频率，否则会发生频谱的交叠，产生折叠噪声，使传输信号的质量下降。 ;图4-4 直接序列调制前后的信号频谱示意图 ;设参加混频的两个信号分别是;*;4.1.3 直接序列扩频信号的频谱特性;*;图4-5 伪随机码平衡调制过程及频谱示意图;1、信号功率谱是统计平均量，长时间统计平均的结果； 2、在工程上，采用频谱分析仪观测直接序列扩频信号的频谱，看到的仅是观测时刻前一段时间的统计平均，这实际是将被观测的信号分成若干时间段，将每一时间段的信号都看作是周期信号的一个周期来处理，因而在频谱分析仪上看到信号的功率谱是离散谱. 3、由于扩频码的伪随机性和信息码的随机性，被划分的各时间段的信号是不相同的，因此出现在频谱分析仪上的任何一根谱线的都是随机的，所以直接序列扩频信号的频谱图形就好象包络是 型的噪声一样，并非像图4-5中所示的那样理想.;“载波泄露” 问题;5、载波抑制的程度用载波抑制度（载漏抑制度）表示。定义为平衡调制器输出信号的功率Po与残留载波的功率Pc之比，即;4.2直接序列系统射频带宽与处理增益;;1、 功率损失 取主瓣作为扩频信号带宽时，信号功率损失较小，只有10%的损失。; 综上，在确定DS-SS系统带宽时，必须考虑功率损失、处理增益和信息信号的速率及系统抗干扰能力的要求。;*;*;接收机热噪声电平为（T=300K，B=16×2=32kHz）;如果把信息速率压缩到2.4kb/s时，处理增益为;4.3 直接序列系统中信息的发送;3、信息-调频/直接序列-调相信号的时域表达式为 ;4.3.2 信息的 PSK调制;*;4.3.3 QPSK调制;调制器输出;*;*;注意 实际工程中，当d(t)的码速率较高时，已调信号d(t)cos(2pf0t)的带宽较宽，对此宽带信号进行移相90度而不产生失真是比较困难的。通常采用两路BPSK调制的方式来代替，要注意同相支路和正交支路元器件的选取尽量保证一致， 否则会产生寄生调幅现象。;(2) 平衡QPSK直接序列扩频系统;混频器输出的差频分量（忽略掉和频分量 ）为;I(t)和Q(t)的码速率可以不相同；c1(t)和c2(t)的码速率也可不相同。亦可采用OQPSK调制，它是跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)中所用的扩频信号之一。 ;4.3.4 MSK直接序列扩频系统;图4-16 串行MSK扩频调制解调器 (a) 一种串行MSK扩频调制器；(b) 另一种串行MSK扩频调制器 (c) 串行MSK扩频信号解调器;MSK变换滤波器是一个线性无源时不变滤波器，该滤波器的设计是实现MSK的关键，特别适合基于DSP处理的软件无线电技术来实现。 ;4.4 频率跳变扩频通信系统;图4-15 频率跳变系统原理方框图;图4-16 跳频时频矩阵图;(1) 送入发端频率合成器的跳频指令波形； (2) 发端频率合成器输出的载波波形示意图； (3) 送入接收端频率合成器的跳频指令波形，该跳频指令由接收端的伪码发生器产生； (4) 接收端频率合成器输出的参考频移载波波形； (5) 解跳后送入解调器的相干中频波形。;1）码片速率决定频率跳变快慢，即系统频率跳变速率；在跳频系统中，Tc包括两部分 (1) 频率转换时间Tt； (2) 频点持续时间Ts（驻留时间）；则：;*;4.4.2 频率跳变信号的频谱结构;单边表达式 ;当d(t)对载波进行PSK调制时，发射机输出信号为;*;图4-21频率跳变系统PSK调制信号频谱图（频谱重叠）;*;*;*;*;带通滤波后信号功率谱密度（单边）为;特点：在频率跳变系统中，信号的频谱是由N个频谱结构完全相同的带通信号频谱组成，每个带通信号的中心频率分别为f1、f2、 …、fN，其频谱结构取决于信息调制方式。 ;4.5 频率跳变信号产生; 实际中发射机在中频进行信息调制，再利用上变频器搬移到射频段。;4.5.1 跳频器; 跳频器主要指标;*;*;2）利用完全相同的混频(和)与分频(除)基本单元级联而成。;（1）频率数目 ;例;*;2. 间接式频率合成器;*;（3）利用多环技术 各锁相环顺序输出不同频率，由门电路根据跳频指令选取其中的一个作为频率合成器的输出。由于锁相环是通过改变分频器的分频系数来改变输出频率，故可利用跳频指令顺序改变各环路分频系数，使得允许每个环路的频率转换时间加长。;*;*; DDS基本原理;*;*;*;*;*;*;*;4.5.4 频率跳变系统的特点;*;4.6.1 跳频点数的选择;当干