matlab隐蔽水声通信技术研究仿真+RAKE接收机(3)
图 2-1 直接序列扩频通信系统原理方框图
在直接序列扩频调制系统中，是用一组伪码代表信息码元去调制载波，其可采用任何一种调制方式，如BPSK、QPSK、PCM等等。以2PSK为例，由于信息码和扩频码都是二进制码，且是对同一载波进行反相键控，所以可以先将两路码序列模2相加，然后再对载波调制，这样发送端的设备就可以简化。
2.2. 扩频码
从前文的叙述中可以看出，扩频码的设计对简化设备以及实现多址通信的和通信的隐蔽性起很关键的作用。在实际中扩频码多采用伪噪声码（PN码），此类码有近似于随机噪声的某些统计特性，但又能够重复产生，所以它具有随机噪声的优点，又避免了随机噪声不可复现的缺点。许多理论研究表明，信号之间的差别性能越大越好，差别越大越容易分离，相互之间越不容易产生干扰。数学上定义了自相关函数来评判函数与自身相移后的差别性：
随机噪声有理想的自相关特性，在延时 τ=0 时自相关函数为常数，当 τ≠0 时自相关函数为0。PN码就是一种具有近似随机噪声这种理想二值自相关特性的码序列，其自相关函数只在τ=0时出现峰值，其它情况下接近于零。良好的自相关特性是实现多径分集接收的保障。最长线性反馈移位寄存器序列（m序列）是最常用的扩频随机码序列，它便于产生、规律性强，且有良好的自相关特性，但互相关特性不够理想。互相关特性的数学表达式为：
如果两个信号都是完全随机的，则在任意延迟时间 τ 上互相关函数都为0。如果两个信号间有一定的相关性，则互相关函数不完全为0。互相关函数为0的两个信号，称之为是正交的信号。通常希望两个信号的互相关值越小越好，相关值越小则差别越大，越容易被区分，相互之间的干扰也越小。
在水声通信中，Gold序列和Frank序列由于其良好的相关特性经常被使用到，但对于隐蔽通信而言，这两种编码有一个致命的缺陷，即码片长度受到严格的限制，窃听者若知晓扩频码的长度则很容易通过穷举法找出所用扩频序列，从而侦测到传输信号，甚至破译出信息内容，所以普通扩频码的隐蔽性能不够理想。文献[14,15]提出了一种CAN算法，可以在保证良好的正交性以及相关特性下产生具有灵活码片长度的扩频码，使得窃听者即使知道扩频码的码片长度、系统的调制方式、包装结构，但只要不知道精确的扩频码就很难破译传输内容，很好的解决了扩频码的隐蔽性问题。
2.3. 直扩系统的性能
2.3.1. 抗干扰性
直接扩频调制在军事领域的应用除了利用其良好的隐蔽性外，抗干扰性也是其一个重要的特性。在实际中我们遇到的干扰主要有下面几种：宽带噪声干扰、窄带噪声干扰、单音及多音载频干扰、脉冲干扰等。假设系统的处理增益为100，则宽带干扰的强度就降低了100倍，若敌方要保持原干扰强度，则需增大到100倍的发射功率，这在实际上是很难实现的。对于窄带干扰而言，其能量相对集中，对系统的危害比宽带干扰要大，但其影响范围有限，且有可能在解扩后被中频滤波器滤除。对于单频及多频载波干扰，干扰信号在解扩后被展宽成(sinx/x)2包络形状的频谱，经带通滤波器滤除大量干扰。多频干扰即为单频时几个干扰信号能量的叠加而已，故直扩系统对这类干扰有很好的抗干扰性。脉冲干扰时，由于能量在时间上相对集中，类似于频带上出现了较为集中的窄带干扰，对直扩系统的危害较大，所以系统对这类干扰的抗干扰性较差。
2.3.2. 抗截获性
上一篇：频域OCT技术分析+文献综述