1.频谱扩展
- 虽然带宽资源很宝贵,但是有时可以增加发射信号的带宽提高系统的性能。
- 需要进行频谱扩展的原因
- 使信号影藏在背景噪声下,难以被发现
- 消除码间干扰和窄带干扰
- 多用户共享频带
- 扩频机制
- 直接序列扩频
- 跳频
- 跳时
2.直接序列扩频
2.1原理
- 码片周期T c T_cTc是码元周期T b T_bTb的1 N \frac{1}{N}N1倍
- s ( t ) s(t)s(t)的带宽d ( t ) d(t)d(t)的N倍
此图展示了扩频系统如何抵御ISI。
我们发现在调制后的频谱附近有着很强的ISI干扰,但是经过扩频,我们把有效信号的频谱展宽了,在接收的时候,再乘相同的扩频序列,展宽的有效信号带宽变窄,但是干扰的频带变宽,对于信号来说加上带通滤波器后,之前很强的ISI变得微不足道了。
2.2解调
s ( t ) = d ( t ) ⋅ S c i ( t ) ; d ( t ) = d 0 g ( t ) ; y = { 1 0 < t < T 0 其 他 s(t)=d(t)\cdot S_{ci}(t);d(t)=d_0g(t);y=\begin{cases} 1 & 0<t<T \\ 0 & 其他 \end{cases}s(t)=d(t)⋅Sci(t);d(t)=d0g(t);y={100<t<T其他 r ( t ) = s ( t ) + n ( t ) r(t)=s(t)+n(t)r(t)=s(t)+n(t) d ′ ( t ) = r ( t ) ⋅ S c i ( t ) = d ( t ) + n ( t ) ⋅ S c i ( t ) d'(t)=r(t)\cdot S_{ci}(t)=d(t)+n(t)\cdot S_{ci}(t)d′(t)=r(t)⋅Sci(t)=d(t)+n(t)⋅Sci(t)使用扩频的优越性到底体现在哪里呢?让我们看看扩频序列的自相关和互相关函数。
- 自相关
ρ ( τ ) = 1 T s ∫ 0 T s s c i ( t ) s c i ( t + τ ) d t = δ ( t ) \rho(\tau)=\frac{1}{T_s}\int_0^{T_s}s_{ci}(t)s_{ci}(t+\tau)dt=\delta(t)ρ(τ)=Ts1∫0Tssci(t)sci(t+τ)dt=δ(t)很明显的发现消除了ISI - 互相关
ρ ( τ ) = 1 T s ∫ 0 T s s c i ( t ) s c j ( t + τ ) d t = δ ( t ) \rho(\tau)=\frac{1}{T_s}\int_0^{T_s}s_{ci}(t)s_{cj}(t+\tau)dt=\delta(t)ρ(τ)=Ts1∫0Tssci(t)scj(t+τ)dt=δ(t)很明显的发现消除了用户间的干扰
但是理想的序列是很难满足的
3.准正交码
3.1原理
最大长度线性移位寄存器序列(MLSR):周期P = 2 r − 1 P=2^r-1P=2r−1,生成多项式是本元多项式
3.2举例
r = 4 ; C 1 = 0 , C 2 = 0 , C 3 = 1 , C 4 = 1 r=4;C_1=0,C_2=0,C_3=1,C_4=1r=4;C1=0,C2=0,C3=1,C4=1初态为(0001)
接着往下做就可以了。
3.3优点
- 0,1概率一致,无直流成分
- 连续出现K个相同的码片的概率很小,两种符号交替出现
- 自相关系数在τ ≠ 0 \tau \neq0τ=0的时候很小,消除了码间干扰
- 互相关系数很小
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