基于MATLAB的扩频通信系统仿真(2)
1. 扩频通信技术
扩频通信技术是对扩频通信的简单介绍，包括扩频通信的基本理论、扩频通信的简单分类、本文主要介绍的直接扩频通信系统以及扩频通信的系统的重要参数和扩频通信系统的特点。
1.1 扩频通信的基本理论
通信理论和通信技术的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的，通信系所谓统的有效性，是指通信系统传输信息效率的高低；通信系统的可靠性，是指通信系统可靠地传输信息，故有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。扩频通信的基本原理是指将要传输的信息信号的频谱用某些特定的扩频序列扩展成为宽频谱的信号，然后再送入加噪信道中传输；同时在接收端可以利用相同的技术和手段将其扩展的频谱进行压缩，以便恢复为原来的传输信息信号的带宽，从而到达传输信息目的的一类通信系统。也可以这样认为，在传输相同信号时所需要的射频信号带宽，会远远超过被传输的信息信号所必需的带宽，从而保证信息可以较好较快的传播。扩频通信的理论基础是根据信息理论中香农(C•E•Shannon)信道容量公式
（1）
而得来。（1）式中：C—信道容量（b/s）；B—信道带宽（Hz）；S—信号功率（W）；N—噪声功率（W）。
从香农公式就可以得出，一个信道实际无差错地传输有用信息的大小与传输信道中信噪比的大小以及将要传输信息的带宽之间关系密切。
令C为系统希望的最大信道容量，即要求的最大信息传输速率，对(1)式进行变换
(2)
对于典型的干扰环境情形，当 时，当用幂级数进行展开(2)式，并忽略去高次项即可得(3)
或 (4)
由式(3)式和(4)式可看出，对于给定的噪声功率与信号功率比值 ，只要增加需要传输信息的带宽，就可以相应的增加在信道中无失真地传输信号信息的速率C。同时也可以认为信道中传输系统的信号功率与噪声功率比 减小时，可以采用增大传输系统传输带宽B的办法来最大可能的保持信道容量C恒定。同时对于任意给定的信号功率与噪声功率比 ，可以采用增大系统的传输带宽来换取较低的信息差错率，从而为较好通信奠定基础。扩频通信恰好运用这一理论，将信道带宽拓宽以换取系统信噪比的改善，以增强了系统的抗干扰能力，为保密通信铺石。
典型的扩频通信系统模型如图1所示。由图可以看出扩频通信系统主要由原始信息、信源编译码、信道编译码、载波调制与解调、扩频调制与解扩和信道及噪声等吹冰大部分组成。其中信源编码的目的是减少信源的冗余度，以提高信道的信息传输率。信道编码的目的是改善信息在信道中传输的冗余度，以使信道具有检查错误或纠正错误的能力，提高信道中信息传输质量，以改善通信系统的有效性与可靠性。调制的目的是为了使信号携带信息以便在信道中传输，常用的调制方式有正交相移键控QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)和偏移四相相移键控OQPSK（Offset-QPSK)等方式。扩频调制和解扩调制是提高通信系统的整体抗干扰能力进行的数据频谱的展宽和压缩还原。相比较与传统的通信系统，扩展频谱通信系统多了扩频和解扩这两个环节。扩频和解扩两个环节是通过扩频码来实现的，扩频通信系统的性能是跟扩频码的性能同步的，常见的扩频码必须具有以下几个特性：容易产生；扩频码必须具有很大的随机性；扩频码得有良好的自相关性和互相关性，以便于用户对于信息的跟踪与追查，便于检测。常见的扩频码有m序列，gold序列，Walsh码序列等。
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