直接序列扩频系统.pdf
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5.1直扩系统的组成与原理
5.1.1组成与原理
前面已经说过：所谓直接序列(DS)扩频，就是直接用具有高码率的扩频
码序列在发端去扩展信号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序列去进行
解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。图5－1为直扩系统的组成与
原理框图。
图5－1
在图5－1(a)中，假定发送的是一个频带限于fin以内的窄带信息。将
此信息在信息调制器中先对某一副载额fo进行调制(例如进行调幅或窄带
调频)，得到一中心频率为fo而带宽为2fin的信号，即通常的窄带信号。
一般的窄带通信系统直接将此信号在发射机中对射频进行调制后由天线辐
射出去。
但在扩展频谱通信中还需要增加一个扩展频谱的处理过程。常用的一
种扩展频谱的方法就是用一高码率fc的随机码序列对窄带信号进行二相相
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移键控调制见图5－1(b)中发端波形。二相相移键控相当于载波抑制的调幅
双边带信号。选择fc＞＞fo＞fin。这样得到了带宽为2fc的载波抑制
的宽带信号。这一扩展了频谱的信号再送到发射机中去对射频f进行调制
T
后由天线辐射出去。
信号在射频信道传输过程中必然受到各种外来信号的干扰。因此，在
收端，进入接收机的除有用信号外还存在干扰信号。假定干扰为功率较强
的窄带信号，宽带有用信号与干扰信号同时经变频至中心频率为中频f输
I
出。不言而喻，对这一中频宽带信号必须进行解扩处理才能进行信息解调。
解扩实际上就是扩频的反变换，通常也是用与发端相同的调制器，并用与
发端完全相同的伪随机码序列对收到的宽带信号再一次进行二相相移键
控。
从图5－1(b)中收端波形可以看出，再一次的相移键控正好把扩频信号
恢复成相移键控前的原始信号。从频谱上看则表现为宽带信号被解扩压缩
还原成窄带信号。这一窄带信号经中频窄带滤波器后至信息解调器再恢复
成原始信息。但是对于进入接收机的变窄带干扰信号，在收端调制器中同
样也受到伪随机码的双相相移键控调制，它反而使窄带干扰变成宽度干扰
信号。由于干扰信号频谱的扩展，经过中频窄带通滤波作用，只允许通带
内的干扰通过，使干扰功率大为减少。由此可见，接收机输入端的信号与
噪声经过解扩处理，使信号功率集中起来通过滤波器，同时使干扰功率扩
散后被滤波器大量滤除，结果便大大提高了输出端的信号噪声功率比。
这一过程说明了直扩系统的基本原理和它是怎样通过对信号进行扩频
与解扩处理从而获得提高输出信噪比的好处的。它体现了直扩系统的抗干
扰能力。
综上所述，直扩系统的特点是：
频谱的扩展是直接由高码率的扩频码序列进行调制而得到的。
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扩频码序列多采用伪随机码，也称为伪噪声(PN)码序列。
扩频调制方式多采用BPSK或QPSK等幅调制。扩频和解扩的调制
解调器多采用平衡调制器，制作简单又能抑制载被。
模拟信息调制多采用频率调制(FM)，而数字信息调制多采用脉冲
编码调制(PCM)或增量调制(M)。
接收端多采用产生本地伪随机码序列对接收信号进行相关解扩，
或采用匹配滤波器来解扩信号。
扩频和解扩的伪随机码序列应有严格的同步，码的搜捕和跟踪多
采用匹配滤波器或利用伪随机码的优良的相关特性在延迟锁定环
中实现。
一般需要用窄带通滤波器来排除干扰，以实现其抗干扰能力的提
高。
5.1.2直扩信号的