扩频系统的主要特点在于扩频信号的产生（扩频调
制）和扩频信号的接收（相关解扩）。
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4.2扩频通信中常用的数字调制技术
调制分类
调制信号：
载波信号：
幅度调制 频率调制 相位调制
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4.2扩频通信中常用的数字调制技术
在扩频通信中，考虑到性能和成本的因素，常用的是相
扩频调制的作用展宽发射信号带宽，而功率降低。
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接收机为：
• 如果本地参考码与发射端的扩频码相同，时间同
步，则可以抵消扩频码的调制，恢复载波。
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接收端信号：
相关器输出信号：
式中：
当
——延迟的近似值 时， 。此时也称为接收机的
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外差式相关器：输入输出频率不相同的一种相关器，
其本地参考信号和发射信号相差一个固定的中频。其 BPSK直扩接收机如下图所示。
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相关器的输出噪声
1.大气噪声和电路内部噪声﹡本地码调制。

大气噪声和电路内部噪声通常要比无用信号小得多，可以 忽略。
之和。
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双通道QPSK调制框图
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当两路数据不同时： 当两路发射信号功率不同时：
c1(t)、 c2(t) 是相互独立的正交PN码，取值 c1(t) 、c2(t) 码元宽度相同，时间上同步。 QPSK信号的相位可能改变0。、 或180。
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发射信号的功率谱密度
（频率卷积定理）
其中
为数据调制信号的功率谱

为相位调制信号幅度
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因为扩频码chip速率远大于数据速率，所以在每 个积分号内第一个sinc函数有效范围内，第二个 sinc函数近似等于常数，因此卷积可近似为下式 ：
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，且
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OQPSK调制器
OQPSK调制器：所谓偏移四相相移键控，就是 将QPSK框图中的c2(t)相对于c1(t)延迟半个码元宽度 。 这样一来，c1(t)符号发生变化时c2(t)符号不发生 变化，因此OQPSK调制信号只能改变0。或90。。
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结论：
为了扩展信号的频谱，可以采用窄的脉冲序列去进行
调制某一载波，得到一个很宽的双边带的直扩信号。 采用的脉冲越窄，扩展的频谱越宽。
如果信号的总能量不变，则频谱的展宽，使各频谱成
分的幅度下降，信号的功率谱密度降低。因此，可以 用扩频信号进行隐蔽通信。
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发射机框图
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接收机框图
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例：
已知扩频码chip速率是数据速率的100倍。扩 频码周期为无限长。数据调制和扩频调制皆采用 BPSK。试计算直接序列扩频发射信号的功率谱。
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解：设扩频码 为随机二进制序列， 每个码元持 续时间为 秒，振幅为 ，且两种振幅出现概率相 等。这时可按下图计算其功率谱：
第四章 直接序列扩频信号的调制技术
4.1 信号的波形与频谱
p任何周期性的时间波形都可以看成是许多不同幅度、频
率和相位的正弦波之和。
不同的频率成分，在频谱上占有一定的频带宽度。单一
频率的正弦波，在频谱上只有一条谱线，而周期性的矩 形脉冲序列，则有许多谱线。任何周期性的时间波形， 可以用富氏级数展开的数学方法求出它的频谱分布图。
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表示数据相位调制。正交混合网络将输入功率在两个 正交支路中均分。
QPSK调制器的输出为：
式中
、
同相正交，取值
，彼此独立，
、
的功率谱与BPSK信号功率谱的形式相同。
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通过计算
的自相关函数求功率谱
由于 、 彼此独立且正交，所以上式后两项 等于0。 总的QPSK信号的功率谱雷达技术研究所 王 菊
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在接收系统中：
如接收机相位正确，则 于是： 经解调后可恢复原始数据
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双通道QPSK直接序列扩频系统
双通道QPSK直接序列扩频系统的特点：
(1) 同相通道和正交通道的数据可以不同； (2) 同相通道和正交通道的功率可以不同； (3) QPSK调制为载波相互正交的两个BPSK信号
的。
对于二进制序列的数字信息“1”和“0”，分别用载
波相位0和
来表示，称为二相相移键控（BPSK）。
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BPSK扩频由相位调制后的码形和扩频函数c(t)相乘。 发射机：
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发射信号为： 其中：c(t) ——扩频函数，取值 ——相位调制
扩频码与接收信号中包含的扩频码同步。
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接收机解扩器输出信号分量，除随机相位外，将等于 ，可用一般的相干解调器来解调。 解扩用的相关器有两种：直接式，外差式。 （a）直接式相关器： 直接式相关器的优点是结构十分简单，缺点是直 接式相关器的输入输出频率一样，因而干扰信号 可以绕过相关器发生泄露。 直接式相关器只在要求不高的简单扩频系统中才 用。
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根据自相关函数定义：
当
时，
，积分值等于1。 是独立的随机二进制序列
当 时，由于 ，积分值等于0。 当
时，该积分等于
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因此
图示为： 这个三角形的傅立叶变换为：
其中T为数据码元宽度。
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在数字调制中数据和扩频采用相同类型的数字调 制。当两者都采用BPSK时可以省掉一个相位调制器（ 混频器）。双调制过程可以用数据码和扩频码的模2和 进行一次调制来取代。即：
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功率谱密度
二相相移键控信号的双边功率谱密度表示式为：
式中：
2.无用信号﹡本地码调制。

无用信号在扩频系统中将受到处理增益的抑制。
3.有用信号﹡本地码调制(由码不完全同步引起)。

码同步偏移引起的噪声值得重视，即在扩频系统中对码同 步应提出严格的要求。
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4.3 QPSK直接序列扩频系统
1. QPSK直扩系统：是一种利用载波的四个不同相位来表征数字信 息的调制方式。信道利用率比BPSK更高，携带的信息量更大。
移键控(PSK)， 频移键控（FSK）, 最小频移键控(MSK)等 调制技术。
在DS系统中，常用PSK调制和扩频调制相结合实现扩频
系统的调制，在跳频(FH)系统中，则采用FSK调制技术与 扩频调制相结合。
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4.2扩频通信中常用的数字调制技术
相移键控(PSK)是利用载波相位的变化来传递数字信息
4.2扩频通信中常用的数字调制技术
在扩频系统发送接收系统中，在发送端输入信息要
经过信息调制、扩频和射频调制，在接收端接收到 的信号要经过变频、解扩和信息解调。
与一般的数字通信系统比较，射频的上变频、下变
频、信息识别与解调等基本相同。即在扩频通信模 型中，如果省去扩频、解扩模块，则是一般的数字 通信的基本模型。
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如果脉冲重复周期增加一倍，则谱线间隔也减少一半，谱 线密度增加一倍，此时Bfo不变。
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• 如脉冲重复周期不变，而脉冲宽度减少一半1＝ 0/2，则谱线间隔不变，但信号的频带宽度Bf1增加一倍 。 此外，无论是脉冲重复周期的增加，还是脉冲宽度 的减少，频谱函数的幅度都降低了。
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图中E为脉冲的幅度，o为脉冲的宽度，To为脉冲的重复周期。设 To ＝5o，f(t)的频谱An(f)分布为一系列离散谱线，由基频fo及其高 次谐波组成。随着谐波频率的升高、幅度逐渐衰减。但信号的能量 主要集中在频谱的主瓣内，即频率从0开始到频谱经过第一个0点的 频率为止的宽度内，称为信号的频带宽度，以Bf0表示。 从数学分析可知，信号谱线间隔决定于脉冲序列的重复周期， 即fo＝1/To。而信号频带宽度取决于脉冲的宽度，即Bo＝1/o。
—— 数据码元宽度 的最大振幅
A ——
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功率谱为
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扩频后信号也是一个二相移相键控信号，区别只
是用扩频码元宽度Tc 取代数据码元宽度Tb。
通常把Tc叫做扩频码的chip（切谱）。
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取
时谱密度图