一流高校通信工程考研必读文献 39

香农（）提出并严格证明了“在被高斯白噪声干扰的信道中，计算最大信息传送速率Shannon（公式）式中是信道带宽（赫兹），是信号功率（瓦），N是噪声功C C=Blog21+SN8S率（瓦）该式即为著名的香农公式，显然，信道容量与信道带宽成正比，同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类香农定理指出，如果信息源的信息速率小于或者等于信道容量那么，在R C,理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输该定理还指出如果Ra则没有任何办法传递这样的信息，或者说传递这样的二进制信息的差错率为12香农定理指出，如果信息源的信息速率小于或者等于信道容量那么，在R C,理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输该定理还指出如果则没有任何办法传递这样的信息，或者说传递这样的二进制信息的RC,差错率为12o可以严格地证明；在被高斯白噪声干扰的信道中，传送的最大信息速率由下述公式确定C（）（）C=B*log1+S Nbit s2该式通常称为香农公式是码元速率的极限值（由奈奎斯特指出为信道带宽,单位B B=H,H）是信号功率（瓦），是噪声功率（瓦）Baud,S N香农公式中的为无量纲单位如（即，信号功率是噪声功率的倍）SN SN=10001000（（但是，当讨论信噪比）时，常以分贝）为单位公式如下SN dB（信噪比,单位为）（）SNR dB=10lg SN换算一下SN=10A（SNR10）公式表明，信道带宽限制了比特率的增加，信道容量还取决于系统信噪比以及编码技术种类扩频通信从香农公式中还可以推论出在信道带宽不变的情况下，带宽和信噪C B和解丁■入堂毒”建安JK__________射炉ft波’扩频通信比是可以互换的，也就是说，从理论上完全有可能在恶劣环境（噪声和干扰导致极低的信SN（噪比）时，采用提高信号带宽）的方法来维持或提高通信的性能，甚至于可以使信号的功率低B于噪声基底简言之，就是可以用扩频方法以宽带传输信息来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据扩频通信技术起源于上世纪中期但在当时，该技术Spread SpectrumCommunication并没有得到关注，直到进入年代后才开始受到重视，并逐步实用化，扩频通信技术是现代80短距离数字通信如卫星定位系统、移动通信系统、无线局域网和蓝牙GPS3G

802.11a bg中采用的关键技术扩频通信的基本特征就是扩展频谱，具体做法是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来通信扩频技术的精确定义是通过注入一个更高频率的信号将基带信号扩展到一个更宽的频带内的射频通信系统，即发射信号的能量被扩展到一个更宽的频带内使其看起来如同噪声一样扩展带宽与初始信号之比称为扩频处理增益典型值可以从到dB,10dB60dB0发射端，在天线之前某处链路注入扩频码，这个过程称为扩频处理，经扩频处理后原数据信息能量被扩散到一个很宽的频带内在接收端相应链路中移去扩频码，恢复数据，此过程称为解扩显然，收发两端需要预先知道扩频码频谱特性或许有人会觉得扩频占用了更宽的频带，浪费了宝贵的无线电频率资源这种观点看似有理，其实不对因为在扩频通信中可以通过多用户共享同一扩大了的频带得到频率资源上的补偿三大抗性抗干扰、抗阻塞特性和交叉抑制特性经过扩频处理，信道上传输的数据信息与扩频因子是相关的，而干扰和阻塞信号与扩频因子无关，所以接收端经解扩处理后就只剩下有用的信息，而干扰和阻塞信号很容易就被抑制掉了，这种抑制能力同样也作用于其它不具有正确扩频因子的扩频信号，如没有授权的用户因不知道原始信号的扩频因子而无法解码，或者说扩频通信允许不同用户共享同一频带如因此，采用扩频技术不仅可以获得较高的抗干扰、抗阻塞特性和交叉抑制特性，而且CDMA可以实现复用保密性扩频通信中，信号电平可以低于噪声基底，这样以来，信息能量隐藏于噪声之中，这是直序扩频的显著特点从频谱上观察，充其量只是检测到噪声电平有一点提高而已！因此扩频通信具有很好的保密性抗多径衰落抑制特性无线信道通常具有多径传播效应，从发射端到接收端存在不止一条路径如图所示,反7（（射路径）对直通路径）产生干扰被称为衰落因为解扩过程与直通路径信号同步，R DD所以，即使反射路径信号包含有相同的扩频因子，也同样会被抑制掉⑴R调制方式直接序列扩频（）DSSS（如果在数据上直接注入扩频码，则可得到直序扩频）在实际应用中，扩频码与DSSS,通信信号相乘，产生完全被伪随机码“打乱”了的数据在这种技术中，伪随机码直接加入载波调制器的数据上调制器具有更大的比特率用这样一个码序列调制射频载波的结果是产生（一个中心在载波频率、频谱为（））的直序调制扩展频谱sinx x2跳频扩频技术（）FHSS如果扩频码作用在载波频率上，我们就得到跳频扩频（）伪随机码使载波FHSS oFHSS按照伪随机序列改变或跳变顾名思义，中载波在一个很宽的频带上按照伪随机码的定FHSS义从一个频率跳变到另一个频率时跳变扩频技术（）THSS如果用扩频码控制发射信号的开或关，则可得到时间跳变的扩频技术（）时跳变THSS o扩频技术利用伪随机序列控制功放的通断，该项技术目前应用不多这几种扩频技术并不互相排斥，可以综合在一起形成混合扩频技术，如DSSS+FHSS。