【正文】 器工程師都渴望能夠深入理解這一技術(shù)。簡(jiǎn)史一名女演員和一名音樂家首次以書面形式描述了擴(kuò)頻通信技術(shù)。從那時(shí)起，這一技術(shù)在有關(guān)惡劣環(huán)境中的收音機(jī)鏈接方面越來越受歡迎。B為信號(hào)頻帶寬度，單位是Hz，S/N為信噪比。上式說明，的情況下，在無差錯(cuò)傳輸?shù)男畔⑺俾蔆不變時(shí)，如果信噪比很低，則可以用足夠?qū)挼膸拋韨鬏斝盘?hào)，即使信號(hào)功率密度低于噪音水平。）假定噪音水平即S/N1，香農(nóng)公式可簡(jiǎn)單表示為：C/B≈S/N 公式（4）簡(jiǎn)化為：C/N≈S/N 公式（5）或者：N/S≈B/C 公式（6）向固定了信噪比的信道發(fā)送錯(cuò)誤的信息，只要執(zhí)行基本擴(kuò)頻信號(hào)的傳播操作：增加傳輸帶寬。以傳統(tǒng)的方式定義擴(kuò)頻更為精確：在射頻通信系統(tǒng)中，將基帶信號(hào)擴(kuò)展為比原有信號(hào)的帶寬寬得多的高頻信號(hào)（如圖1）。要應(yīng)用擴(kuò)頻技術(shù)，只需在天線（接收器）之前加入相應(yīng)的擴(kuò)頻碼。（在某些情況下，在調(diào)制和解調(diào)的過程中代碼應(yīng)該是知道的）。能量數(shù)據(jù)輸入寬度數(shù)據(jù)輸入解擴(kuò)調(diào)制能量輸入的擴(kuò)頻碼數(shù)據(jù)的處理增益PF載體頻率圖3：在解擴(kuò)過程中恢復(fù)的原有信號(hào)在這里，解擴(kuò)調(diào)制已經(jīng)取得了正常解調(diào)操作，也表明了干擾或干擾信號(hào)在解擴(kuò)傳輸過程中被擴(kuò)展。用戶1+用戶2+用戶3+…+用戶N數(shù)據(jù)輸入獲得的擴(kuò)頻增益圖4：在相同的頻帶多個(gè)用戶共享擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻是寬帶技術(shù)相對(duì)于常規(guī)窄帶技術(shù)，擴(kuò)頻過程是一種寬帶技術(shù)。有意或無意的干擾和干擾信號(hào)都是不希望存在的因?yàn)樗鼈儾话瑪U(kuò)頻密鑰。因此不同的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可以工作在同一頻段，例如CDMA。沒有合適的鑰匙，擴(kuò)頻信號(hào)會(huì)出現(xiàn)噪音或干擾。）因此信息是無形的，這一影響在直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)上有充分的體現(xiàn)。這種多路徑可以通過空氣的反射或折射以及從地面反射或物體如這些路徑建筑物引起。擴(kuò)頻技術(shù)在CDMA的應(yīng)用請(qǐng)注意，擴(kuò)展頻譜不是一個(gè)擴(kuò)頻調(diào)制方案，不應(yīng)與其他調(diào)制方式相混淆。FDMA頻分多址FDMA分配一個(gè)特定的載波頻率給通信信道。用戶1 用戶2 用戶3 用戶N頻率(kHz,MHz,GHz) Fc1 Fc2 Fc3 FcN圖8：FDMA系統(tǒng)中不同的用戶的載波頻率分配TDMA時(shí)分多址TDMA的不同用戶彼此間發(fā)言和聽取信息時(shí)，是根據(jù)定義的時(shí)隙分配來處理的（如圖9）。在這個(gè)意義上說，擴(kuò)頻就是一種CDMA。GSM定義了不同的載波頻率（細(xì)胞）的拓?fù)漕I(lǐng)域，并設(shè)定時(shí)段內(nèi)每一個(gè)細(xì)胞。或者接收器不能提取已發(fā)出去的消息。許多書籍都在介紹偽隨機(jī)碼的發(fā)展與特征，但是，實(shí)際的發(fā)展已超出了這些教材所敘述的?？紤]到存在更復(fù)雜的序列集，給它提供了一個(gè)更強(qiáng)大的擴(kuò)展頻譜鏈路。.Spreadspectrum techniques also aid in the endless race between munication needs and radiofrequency availabilitysituations where the radio spectrum is limited and is,therefore,an expensive resource.Theoretical Justification for Spread Spectrum Spreadspectrum is apparent in the Shannon and Hartley channelcapacity theorem:C=Blog2(1+S/N) ()In this equation,C is the channel capacity in bits per second(bps),which is the maximum data rate for a theoretical biterror rate(BER).B is the required channel bandwidth in Hz,and S/N is the signaltonosie power be more explicit,one assumes that C,which represents the amount of information allowed by the munication channel,also represents the desired (B) is the price to be paid,bacause frequency is a limited S/N ratio expresses the environmental conditions or the physical characteristics (., obstacles ,presence of jammers ,interferences,etc.).There is an elegant interpretation of this equation,applicable for difficult environments,for example,when a low S/N ratio is caused by noise and approach says that one can maintain or even increase munication performance (high C) by allowing or injecting more bandwidth (high B),even when signal power is below the noise floor. (The equation does not forbid that condition.)Modify Equation 1 by changing the log base from 2 to e (the Napierian number) and by noting that In=loge.Therefore:C/B=(1/ln2)ln(1+S/N)=ln(1+S/N) ()Applying the MacLaurin series development forln(1+x)=xx2/2+x3/3x4/4+…+(1)k+1xk/k+…:C/B=(S/N1/2(S/N)2+1/3(S/N)3…) ()S/N is usually low for spreadspectrum applications. (As just mentioned, the signal power density can even be below the noise level.) Assuming a noise level such that S/N 1,Shannon39。An Introduction to SpreadSpectrum CommunicationsAbstract:This application note is a tutorial overview of spreadspectrum discussion covers both directsequence and fasthopping equations are given to allow performance directsequence spreadspectrum(DSSS) and frequencyhopping spreadspectrum(FHSS) methods.Introduction As spreadspectrum techmiques bee increasingly popular,electrical engineers outside the field are eager for understandable explanations of the are books and websites on the subject,but many are hard to understand or describe some aspects while ignoring others(.,the DSSS technique with extensive focus on PRNcode generation).The following discussion covers the full spectrum(pun intended).A Short HistorySpreadspectrum munications technology was first described on paper by an actress and a musician!In 1941 Hollywood actress Hedy Lamarr and pianist George Antheil described a secure radio link to control received technology was not taken seriously at that time by the and was forgotten until the 1980s,when it became then the technology has bee increasingly popular for application that involve radio links in hostile environments.Typical applications for the resulting shortrange data transceivers include satellitepositioning systemsGPS，3G mobile telemunications,WLAN(IEEE174。為了保證有效的擴(kuò)頻通信，偽隨機(jī)序列必須尊重一定的規(guī)律如長(zhǎng)度、自相關(guān)、互相關(guān)、正交。這樣的代碼被稱為偽隨機(jī)數(shù)（PRN）或序列?，F(xiàn)代通訊的代碼是數(shù)字序列必須長(zhǎng)期存在和隨機(jī)出現(xiàn)的，盡可能地顯示為“噪音像”。它的例子有IS95(DS)，IS98，藍(lán)牙和無線局域網(wǎng)。TDMA的例子有全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM，DECT，TETRA和IS136。在已有的三種多路存取方法中，F(xiàn)DMA在頻帶利用方面是效率最低的。.感謝調(diào)制的信號(hào)的編碼基礎(chǔ)，使擴(kuò)頻頻譜也可用于其他類型的多址實(shí)現(xiàn)（即可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)通訊聯(lián)系和實(shí)際或表面上相同的物理介質(zhì)共存）。因?yàn)榻鈹U(kuò)過程使信號(hào)D與信號(hào)R的同步被拒絕，即使它們包含了相同的密鑰。）其他接收機(jī)無法“看到”這種傳輸，它們只能出現(xiàn)在整體噪音水平略有增加的情況下。）甚至更好，信號(hào)電平可以低于噪聲水平，因?yàn)閿U(kuò)頻傳輸降低了頻譜密度，如圖6。抗截獲抗截獲是擴(kuò)頻通信技術(shù)的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)。輸電鏈擴(kuò)頻代碼接收鏈擴(kuò)頻代碼數(shù)據(jù)輸入射頻輸出射頻輸入RF IN射頻連接數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù) 干擾數(shù)據(jù)擴(kuò)展和干擾擴(kuò)展數(shù)據(jù)擴(kuò)展數(shù)據(jù)擴(kuò)展和干擾圖5：擴(kuò)頻通信系統(tǒng)(注意，解擴(kuò)鏈路中數(shù)據(jù)信號(hào)被傳輸?shù)耐瑫r(shí)干擾能源也被傳輸)無論在窄帶或?qū)拵е?，如果它不涉及解擴(kuò)過程，你幾乎可以忽略干擾。擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn)抗干擾性能和抗干擾的影響擴(kuò)頻技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)。 因此擴(kuò)頻并沒有節(jié)約有限的頻率資源。傳統(tǒng)的調(diào)制可以證明所有其他信號(hào)接收不到擴(kuò)頻代碼將保持它們?cè)械男畔?，極沒有被擴(kuò)展。解擴(kuò)過程是重新恢復(fù)原始帶寬的過程。擴(kuò)頻信號(hào)帶寬與信息帶寬之比稱為處理增益。定義不同的擴(kuò)頻技術(shù)都有一個(gè)共同之處：密鑰（也稱為代碼或序列）依附于傳輸信道。因此，C/B=(1/ln2)ln(1+S/N)=ln(1+S/N) 公式（2）根據(jù)MacLaurin擴(kuò)展公式ln(1+x)=xx2/2+x3/3x4/4+…+(1)k+1xk/k+…:C/B=(S/N1/2(S/N)2+1/3(S/N)3…) 公式（3）在擴(kuò)頻應(yīng)用中，通常S/N很低。帶寬(B)是代價(jià)，因?yàn)轭l率是一個(gè)有限的資源。,IEEE ,IEEE )，還有藍(lán)牙技術(shù)也幫助了那些通訊落后和無線電通信條件有限的地方，因此，它是一種昂貴的資源。他們獲得了美國(guó)專利。（例如，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)廣泛關(guān)注的是偽隨機(jī)碼的產(chǎn)生）。相關(guān)理論方程的性能估算。感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。宋金玲著，2009[14]《Simulink通信仿真教程》，國(guó)防工業(yè)出版社，李賀冰，袁杰萍，孔俊霞著，2006[15]《MATLAB通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解》，人民郵電出版社，鄧華著，2003[16]《數(shù)字通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，王興亮著，第二版[17]《MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社，徐明遠(yuǎn)，邵玉斌著，2005[18]《Simulink通信仿真開發(fā)手冊(cè)》，國(guó)防工業(yè)出版社，孫屹，吳磊著, 2003[19]《MATLAB》仿真在通信致 謝本人