
本书是一本专门论述扩频通信原理的著作,书中介绍了扩展频谱通信的基本原理、扩频通信系统的性能分析、各种扩频通信系统的基本构成及相关技术。全书共分为七章,内容包括:扩频通信的一般概念,扩频通信的性能分析,扩频通信系统,扩频通信用锁相环和频率合成器,扩频序列,扩频通信的解调、同步及跟踪,扩频通信的应用等内容。 本书可作为通信、电子、计算机等专业的高年级本科生和研究生的教学参考书,也可供从事通信、电子、定位、导航、雷达、电子对抗及天线电技术及其他相近专业的研究人员和工程技术人员参考。
扩展频谱通信是建立在ClaudeE.Shannon的信息论基础之上的一种新型的通信体制。由于扩频通信体制具有抗干扰能力强、截获率低、码分多址、信号隐蔽、测距和易于组网等一系列优点, 自从问世之后便引起了世界各国的极大关注,并率先应用在军事通信中。随着近年来大规模、超大规模集成电路和微处理器技术的广泛应用, 以及一些新型器件的应用,扩频技术的应用形成了新的高潮。事实上,扩频通信已成为电子对抗环境下提高通信设备抗干扰能力的最有效的手段,并在近十几年来爆发的几场现代化战争中发挥了巨大的威力。随着CDMA扩频通信技术在民用通信中的深入应用和不断渗透, 以及在卫星通信、深空通信、武器制导、GPS全球定位系统和跳频通信等民用和国防军事通信的强烈需求下,扩频通信技术的地位越来越重要了。 面对通信技术的飞速发展,我们必加快人才培养的步伐,造就一支能够适应现代通信科技发展、掌握扩频通信理论和技术的人才队伍。在高等院校通信工程专业本科和相近专业及研究生教学活动中,开设扩频通信原理课程, 正是体现了这种培养人才、跟踪通信科技发展的需求。 本书以扩频通信的基本原理为基础,介绍了扩频通信的基本模型;对于扩频通信系统的性能进行了细致的分析;针对各种不同的扩频通信体制的特点,论述了不同扩频通信体制的构成、参数、特性; 并对于扩频通信涉及到的锁相环路、频率合成方法、扩频序列、捕获与同步方面的内容进行了详细的介绍;最后给出了扩频通信在军用、民用通信、测控等领域的应用实例。 本书的特点在于从扩频通信的基础理论出发,结合各种扩频通信体制进行分析,按照各种扩频体制的特点来介绍锁相与频率合成器、扩频序列、捕获与同步等内容,最后给出应用实例。 本书主要以通信和测控类、 电子类在校本科生和研究生为对象, 着重介绍扩频通信系统的工作原理, 强调给予读者在理论体系上构建扩频通信系统的基本结构,为读者今后深入研究扩频通信及其应用打下坚实的基础。 阅读本书的读者应具备随机过程、信息论、数字通信原理、锁相技术等方面的知识基础。 本书由曾一凡主编并编写了第1、4、6、7章。李晖编写了第2、3、5章。由颖绘制了第1、2、3、5、6章的插图, 曾辉绘制了第4、7章的插图。此外,沈阳工业大学信息学院通信教研室全体同仁对于本书的出版给予了大量的帮助,对此,我们表示城挚的谢意。 由于编者水平有限,书中难免有错误和疏漏之处,恳请读者批评指正。
前言
第1章 扩频通信的一般概念
1.1 引言
1.2 扩频通信的基本原理
1.2.1 理想通信系统的带宽和S/N的
关系
1.2.2 扩频通信的原理
1.2.3 直接序列扩频
1.2.4 跳频系统
1.2.5 跳时系统
1.2.6 宽带线性调频系统
1.3 扩频通信的墓本参数
1.3.1 处理增益(Process Gain)
1.3.2 频带效率(SpectralEfficiency)
1.3.3 干扰容限(Interference Margin)
1.4 扩频通信的特点
第2章 扩频通信的性能分析
2.1 扩频通信系统模型
2.2 扩频通信的信噪比和误码率
2.3 扩频通信的抗干扰能力及抗
多径干扰能力
2.3.1 扩频通信的抗干扰能力
2.3.2 扩频通信的抗多径干扰能力
2.4 扩频通信的多址能力及数据传输
能力
2.4.1 扩频通信的多址能力
2.4.2 扩频通信的数据传输能力
2.5 扩频通信的测距能力
第3章 扩展频谱系统
3.1 直接序列(DS)扩频系统
3.1.1 BPSK直接序列扩展频谱系统
3.1.2 QPSK-DS系统
3.1.3 MSK-DS系统
3.2 跳频(FH)扩频系统
3.2.1 跳频系统的原理
3.2.2 跳频系统的重要参数
3.2.3 跳频系统的抗干扰性
3.2.4 跳频速率和跳频数的选择
3.2.5 跳频器
3.3 跳时(TH)系统
3.4 线性调频(CHIRP)系统
3.5 混合扩频系统
1.6 典型扩频系统的比较
第4章 扩频通信用锁相环和频率合
成器,
4.1 引言
4.2 锁相环的工作原理
4.2.1 鉴相器
4.2.2 环路滤波器
4.2.3 压控振荡器(VCO)
4.3 环路的传输函数
4.3.1 环路的动态方程
4.3.2 环路的线性相位模型与传递
函数
4.3.3 环路等效噪声带宽
4.3.4 锁相环路的主要性能
4.4 频率合成器的基本概念与要
求
4.5 锁相式间接频率合成器
4.5.1 变模分频合成器
4.5.2 小数分频频率合成器
4.6 直接数字频率合成器
4.6.1 概述
4.6.2 直接数字频率合成器的工作原
理
4.6.3 DDS的杂散以及来源
4.7 集成锁相频率合成器
4.7.1 中大规模锁相式集成频率合成
器
4.7.2 直接数字频率合成器
第5章 扩频序列
5.1 移位寄存器序列
5.2 m序列
5.2.1 m序列的产生
5.2.2 m序列的性质
5.2.3 m序列的相关函数
5.2.4 功率谱密度
5.3 M序列
5.4 组合码
5.4.1 组合码的构造方法
5.4.2 Gold码
5.5 跳频图案设计与码序列
5.5.1 跳频序列的设计要求及参数
5.5.2 m序列生成的跳频序列
5.5.3 R5码构成的跳频序列
5.5.4 非重复跳频序列族的构成
第6章 扩频通信的解调、捕获与
同步
6.1 扩频信号的解扩
6.1.1 抑制载波跟踪环
6.1.2 频率跳变信号的解调
6.2 扩频序列的捕获
6.2.1 扩频序列捕获的原理
6.2.2 扩频序列相位搜索捕获
6.2.3 序列相关捕获
6.2.4 滑动相关捕获法
6.2.5 SAW器件捕获法
6.3 扩频序列的跟踪
6.3.1 扩频序列同步跟踪环
6.3.2 基带相关同步跟踪环
6.3.3 包络相关同步跟踪环
6.3.4 单相关器的同步跟踪环
6.3.5 简易捕捉同步方法
6.4 跳频序列的同步
第7章 扩频通信技术的应用
7.1 扩频通信技术在军事上的应
用
7.1.1 现代战争中的跳频通信体制
7.1.2 联合作战信息分配系统和定位
报告系统
7.1.3 扩频雷达
7.2 扩频通信技术在民用通信中的
应用
7.2.1 CDMA的特点
7.2.2 DS-CDMA的基本单元
7.2.3 CDMA个人通信系统关键技术
7.3 全球定位系统
7.4 电力线载波通信
7.4.1 电力线载波通信概述
7.4.2 电力线载波通信的特点
7.4.3 电力线载波通信芯片简介
7.5 蓝牙技术
7.6 其他应用
7.6.1 在长江汽渡收费管理中的运用
7.6.2 在运河监控及管理上的运用
7.6.3 在不停车电子收费系统中的运
用
7.6.4个人通信网
7.6.5 室内无线扩频通信
7.6.6 矿井通信
参考文献