西安电子科技大学.pptx

西安电子科技大学西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室刘乃安刘乃安扩展频谱技术（扩展频谱技术（1）主要内容1、扩频技术概述2、扩频通信系统3、扩频系统的伪随机码4、扩频系统的相关接收5、扩频系统的同步6、扩频系统的应用 第第1 1章章 扩频技术概述扩频技术概述历史历史1 1、开始于、开始于1919世纪世纪2020年代雷达的发明，为了提高分辨率，年代雷达的发明，为了提高分辨率，注重扩频思想。二次世界大战（注重扩频思想。二次世界大战（WWIIWWII）中，军队对抗干扰）中，军队对抗干扰也有此思想。但真正有关扩频通信技术的观点是在也有此思想。但真正有关扩频通信技术的观点是在19411941年年由好莱坞女演员由好莱坞女演员Hedy Lamarr Hedy Lamarr 和钢琴家和钢琴家George AntheilGeorge Antheil提提出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利了美国专利#2.292.387#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引。不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视。起美国军方的重视。2 2、世界上第一个直接序列扩频系统是在美国的联邦通信、世界上第一个直接序列扩频系统是在美国的联邦通信实验室实验室(FTL)(FTL)于于19491949年由年由DerosaDerosa和和RogoffRogoff完成的，成功的完成的，成功的工作在工作在New JerseyNew Jersey和和CaliforniaCalifornia之间的通信线路上。之间的通信线路上。扩频通信，即扩展频谱通信扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)(Spread Spectrum Communication)，它，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。传输方式。历史历史3 3、理论研究紧跟其上，、理论研究紧跟其上，19501950年年BasoreBasore首先提出把这种扩频首先提出把这种扩频系统称作系统称作NOMACSNOMACS（Noise Modulation And Correlation Noise Modulation And Correlation Detection SystemDetection System）这个名称被使用相当长的时间。）这个名称被使用相当长的时间。4 4、19511951年后，美国的年后，美国的ASC(Army Signal Corps-ASC(Army Signal Corps-陆军通信陆军通信兵兵)要求进一步研究要求进一步研究NOMACSNOMACS，想把它应用于高频无线电传通，想把它应用于高频无线电传通信线路，以对抗敌人的干扰。信线路，以对抗敌人的干扰。19521952年由年由Lincoln Lincoln LaboratoryLaboratory研制出研制出P9DP9D型型NOMACS NOMACS 系统，并进行了试验。以系统，并进行了试验。以后在后在1953-19551953-1955年年Lincoln LabLincoln Lab研制出了研制出了F9CF9C型无线电传机系型无线电传机系统。统。5 5、很快，美国海军和空军也开始研究他们自己的扩频系统，、很快，美国海军和空军也开始研究他们自己的扩频系统，空军使用名称为空军使用名称为“PhatomPhatom”（鬼怪，幻影）和（鬼怪，幻影）和 “Hush-Hush-UpUp”（遮掩），海军使用名称为（遮掩），海军使用名称为“BladesBlades”（浆叶）。那（浆叶）。那时设备庞大，是用电子管装的，设备要装几间屋子，使应时设备庞大，是用电子管装的，设备要装几间屋子，使应用受到限制。在晶体管出现后，特别是集成电路出现后，用受到限制。在晶体管出现后，特别是集成电路出现后，才使扩频系统得到广泛使用。才使扩频系统得到广泛使用。历史历史6 6、第一本有关扩频系统的专著是、第一本有关扩频系统的专著是R.C.DixonR.C.Dixon于于19761976年出版，是一本年出版，是一本IEEEIEEE专利，专利，19771977年出版。年出版。19781978年在日本京都召开国际无线通信咨询委员会公年在日本京都召开国际无线通信咨询委员会公布研究成果。布研究成果。19821982年在美国召开第一次军事通信会议，两次报告在军事年在美国召开第一次军事通信会议，两次报告在军事中的应用。中的应用。19851985年美国提出年美国提出CDMA(CDMA(码分多址码分多址)的概念同年美国联邦通信委的概念同年美国联邦通信委员会员会(FCC)(FCC)制定扩频通信的标准和规范，逐步转入民用的商业化研究。制定扩频通信的标准和规范，逐步转入民用的商业化研究。2020世纪世纪9090年代，美国国家航空和航天管理局提出年代，美国国家航空和航天管理局提出CDMACDMA方式的频谱利用率方式的频谱利用率高于高于FDMAFDMA方式，对扩频通信的研究产生深远影响，其后各公司逐步生产方式，对扩频通信的研究产生深远影响，其后各公司逐步生产商业产品。商业产品。7 7、最近的二十几年扩频技术得到越来越广泛的使用。比如美国的全球、最近的二十几年扩频技术得到越来越广泛的使用。比如美国的全球定位系统定位系统(GPS)(GPS)设备简单，定位精度高，全球使用。通信数据转发卫星设备简单，定位精度高，全球使用。通信数据转发卫星系统系统(TDESS),(TDESS),码分多址码分多址(CDMA)(CDMA)卫星通信系统，特别是卫星通信系统，特别是NASANASA和军用卫星通和军用卫星通信系统几乎都使用扩频技术，码分多址移动通信系统，这些都是信系统几乎都使用扩频技术，码分多址移动通信系统，这些都是DSDS系统。系统。FHFH系统如多种跳频电台，如系统如多种跳频电台，如SINCGARSSINCGARS（30-80Mhz30-80Mhz）。跳时）。跳时-跳频混合型跳频混合型如如JTIDSJTIDS系统（系统（Joint Tactical Information Distribution System)Joint Tactical Information Distribution System)。我国正式把扩频技术作为国家主要项目进行研究是在我国正式把扩频技术作为国家主要项目进行研究是在7070年代。年代。8 8、以后在卫星通信，数据传输，定位，授时系统中都有使用。今后，、以后在卫星通信，数据传输，定位，授时系统中都有使用。今后，在卫星通信，移动通信系统，定位系统等领域将会得到进一步广泛使用。在卫星通信，移动通信系统，定位系统等领域将会得到进一步广泛使用。SC-CDMASC-CDMA、MC-CDMAMC-CDMA，单天线系统，多天线系统。，单天线系统，多天线系统。历史总结历史总结产生与发展基于两方面：产生与发展基于两方面：信息战信息对抗电子对抗通信对抗信息战信息对抗电子对抗通信对抗提高频带利用率提高频带利用率信息战的内容信息战的内容q电子对抗。如：电磁波的侦测与隐蔽、通信干扰与抗干扰、雷达干扰与抗干扰等。q网络对抗。如：计算机病毒、软件攻击等。q消息对抗。如：加密与解密、消息的收集与欺骗等。特点特点高度的对抗性极端的机密性应用的综合性对实战环境的依赖性采用新技术的超前性信息战的内容及特点信息战的内容及特点v通信侦察：使用通信侦察设备来探测、搜索、截获敌方的无线通信信号，对信号进行测量、分析、识别、监视以及测向和定位，以获取信号频率、电平、调制方式等技术参数以及电台位置、通信方式、通信特点、网络结构和属性等情报。v通信干扰：使用通信干扰设备发射专门的干扰信号，破坏或扰乱敌方的无线通信，是通信对抗的进攻手段。v通信抗干扰：在军事通信设备及系统中采用的通信反侦察、反干扰措施，是通信对抗的防御手段。本次讲座重点讨论有关通信抗干扰问题。通信对抗的分类通信对抗的分类通信中遇到的干扰通信中遇到的干扰 人为干扰和非人为干扰人为干扰和非人为干扰 军事通信中非敌意的人为干扰军事通信中非敌意的人为干扰:多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰等。军事通信中敌意的人为干扰军事通信中敌意的人为干扰:1单频干扰单频干扰(固频干扰固频干扰)、窄带干扰、窄带干扰 2脉冲干扰、脉冲干扰、梳状干扰 3跟踪式干扰、瞄准式干扰跟踪式干扰、瞄准式干扰 4转发式干扰转发式干扰 5宽带阻塞式干扰、压制干扰宽带阻塞式干扰、压制干扰 6升空干扰、智能化干扰 提高全民的国防意识；了解通信高技术的一个主要领域；民用与军用的互相转换、互相借鉴、互相支撑；为进入军事通信领域提供一些入门知识。为什么要研究通信抗干扰？为什么要研究通信抗干扰？信号隐蔽性信号隐蔽性无线信号的隐蔽性单位面积天线，在单位带宽中所能截获的信号功率信号方式的隐蔽性双工方式、调制方式、多路方式、编码方式、同步方式信号参数的隐蔽性特别是与抗干扰有关的参数，如：扩频序列、跳频序列、同步参数、信令参数等。信号鲁棒性信号鲁棒性用干扰容限三个层次的条件，即：a、设备性能。如：比特差错率、语音质量、同步及信令性能、网络性能等，可以定一个门限，在此门限以下用户不能接受。b、工作环境。如：单台设备还是多台设备、有无天线抗干扰措施、干扰源是否升空等。c、干扰性质。如：干扰性质、干扰强度、干扰时间等。通信抗干扰性能通信抗干扰性能通信中的抗干扰技术通信中的抗干扰技术 1扩展频谱技术（扩展频谱技术（DS、FH）2开发强方向性的毫米波频段开发强方向性的毫米波频段 3加密技术加密技术 4猝发通信技术猝发通信技术 如流星余迹通信如流星余迹通信 5天线零相技术天线零相技术 6分集技术分集技术 通信中的抗干扰技术（另一种分类法）通信中的抗干扰技术（另一种分类法）（1）频率域采用频率域处理，如：直扩、跳频、跳扩。（2）时间域采用时间域处理，如：瞬时、跳时等。（3）空间域采用空间域处理，如：自适应天线等。（4）其它数字处理如：干扰抵销、纠错编码等 无线频谱无线频谱 提高无线电频谱资源的利用率提高无线电频谱资源的利用率 有线资源的带宽是无限的有线资源的带宽是无限的 无线资源的带宽是有限的无线资源的带宽是有限的窄带系统窄带系统 （1 1）拓展高频段）拓展高频段 （2 2）压缩信息带宽）压缩信息带宽 （3 3）高性能的编码与调制技术）高性能的编码与调制技术宽带系统宽带系统 扩频技术或扩频技术或CDMACDMA技术技术 复用与多址复用与多址 单载波与多载波单载波与多载波 单天线与多天线单天线与多天线Multiplexingin4dimensionsspace(si)time(t)frequency(f)code(c)Goal:multipleuseofasharedmediumImportant:guardspacesneeded!s2s3s1Multiplexingftck2k3k4k5k6k1ftcftcchannels kiFrequencymultiplexSeparationofspectrumintosmallerfrequencybandsChannelgetsbandofthespectrumforthewholetimeAdvantages:nodynamiccoordinationneededworksalsoforanalogsignalsDisadvantages:wasteofbandwidthiftrafficdistributedunevenlyinflexibleguardspacesk3k4k5k6ftcftck2k3k4k5k6k1TimemultiplexChannelgetsthewholespectrumforacertainamountoftimeAdvantages:onlyonecarrierinthemediumatanytimethroughputhighevenformanyusersDisadvantages:precisesynchronizationnecessaryfTimeandfrequencymultiplexAchannelgetsacertainfrequencybandforacertainamountoftime(e.g.GSM)Advantages:betterprotectionagainsttappingprotectionagainstfrequencyselectiveinterferencehigherdataratescomparedtocodemultiplexPrecisecoordinationrequiredtck2k3k4k5k6k1CodemultiplexEachchannelhasuniquecodeAllchannelsusesamespectrumatsametimeAdvantages:bandwidthefficientnocoordinationandsynchronizationgoodprotectionagainstinterferenceDisadvantages:loweruserdataratesmorecomplexsignalregenerationImplementedusingspreadspectrumtechnologyk2k3k4k5k6k1ftcCDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。CDMACDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，应用，19891989年年.11.11月，月，QualcommQualcomm在美国的现场试验在美国的现场试验证明证明CDMACDMA用于用于蜂窝移动通信蜂窝移动通信的容量大，并经理论推的容量大，并经理论推导其为导其为AMPSAMPS容量容量 的的2020倍。这一振奋人心的结果很倍。这一振奋人心的结果很快使快使CDMACDMA成为全球的热门课题。成为全球的热门课题。9595年香港和美国的年香港和美国的CDMACDMA公用网开始投入商用。公用网开始投入商用。9696年韩国用自己的年韩国用自己的CDMACDMA系统开展大规模商用，头系统开展大规模商用，头1212个月发展了个月发展了150150万用户。万用户。19981998年全球年全球CDMACDMA用户已达用户已达500500多万，多万，CDMACDMA的研究和的研究和商业进入高潮，有人说商业进入高潮，有人说19971997年是年是CDMACDMA年。年。美国已拍美国已拍卖的卖的2958295829582958个个个个PCSPCSPCSPCS经营许可证中经营许可证中经营许可证中经营许可证中,选择选择CDMACDMACDMACDMA占占占占51%,51%,51%,51%,D-AMPSD-AMPSD-AMPSD-AMPS占占占占20%,GSM20%,GSM20%,GSM20%,GSM占占占占28%28%28%28%。19991999年年CDMACDMA在日本和美在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%250%，用，用户已达户已达20002000万。万。CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。中国中国CDMACDMA的发展并不迟，也有长期军用研究的技术积累，的发展并不迟，也有长期军用研究的技术积累，9393年国家年国家863863计划已开展计划已开展CDMACDMA蜂窝技术蜂窝技术研究。研究。9494年年QualcommQualcomm首先在天津建技术试验网。首先在天津建技术试验网。19981998年具有年具有1414万容量的长城万容量的长城CDMACDMA商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始小部份商用。联通也计划在广东、北京、天津、上海等地小部份商用。联通也计划在广东、北京、天津、上海等地建建CDMACDMA商用试验网。商用试验网。韩国韩国CDMACDMA数字蜂窝移动通信在政府的强有力的组织数字蜂窝移动通信在政府的强有力的组织下，得到了迅猛的发展。下，得到了迅猛的发展。CDMACDMA网络运营仅一年多便发展到网络运营仅一年多便发展到400400万用户，其用户密度远高于我国用户密度最大的珠江三万用户，其用户密度远高于我国用户密度最大的珠江三角洲地区。韩国角洲地区。韩国CDMACDMA网络运行正常，笔者曾在韩国多次用网络运行正常，笔者曾在韩国多次用CDMACDMA的蜂窝和的蜂窝和PCSPCS手机、手机、WLLWLL电话打回国内，呼通率高，语电话打回国内，呼通率高，语音清晰，末发生过掉话断线（包括高速公路上）。韩国音清晰，末发生过掉话断线（包括高速公路上）。韩国CDMACDMA的运的运营情况，情况，充分证明了充分证明了CDMACDMA技术是成熟的，其系统技术是成熟的，其系统容量和话音质量较目前其它蜂窝系统（容量和话音质量较目前其它蜂窝系统（GSMGSM、TDMATDMA、PDCPDC、TACSTACS、AMPSAMPS）是最优的。）是最优的。CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。目前，国际通用的目前，国际通用的CDMACDMA标准主要是由美国国家标准委员会标准主要是由美国国家标准委员会ANSIANSI TIATIA开发颁布的。开发颁布的。ANSIANSI（American National Standard InstituteAmerican National Standard Institute）作为美）作为美国国家标准制订单位，负责授权其它美国标准制订实体，其中包括电信国国家标准制订单位，负责授权其它美国标准制订实体，其中包括电信工业解决方案联盟工业解决方案联盟ATISATIS、电子工业委员会、电子工业委员会EIAEIA以及电信工业委员会以及电信工业委员会TIATIA。TIATIA主要开发主要开发ISIS（Interim Standards,Interim Standards,暂定标准）系列标准，如暂定标准）系列标准，如CDMACDMA系系列标准列标准IS95IS95、IS634IS634、IS41IS41等。等。ISIS系列标准之所以被列为暂定标准是因系列标准之所以被列为暂定标准是因为它的时限性，最初定义的标准有效期限是为它的时限性，最初定义的标准有效期限是5 5年，现在是年，现在是3 3年。除了年。除了ISIS系系列标准之外，列标准之外，TIATIA还颁布其它类型的规范，如电信系统公告还颁布其它类型的规范，如电信系统公告TSBTSB（Telecommunications Service BulletinTelecommunications Service Bulletin）文件。）文件。TSBTSB不是标准，不是标准，但可以提供与现存标准相关的信息或对工业界非常重要的其它事宜。但可以提供与现存标准相关的信息或对工业界非常重要的其它事宜。TIATIA开发出的标准在经开发出的标准在经ANSIANSI所有成员同意之后即可成为所有成员同意之后即可成为ANSIANSI的正式标准。的正式标准。TIATIA目前由目前由9 9个个TRTR委员会组成，即委员会组成，即TR8TR8、TR14TR14、TR29TR29、TR30TR30、TR32TR32、TR34TR34、TR41TR41、TR45TR45、TR46TR46，其中与，其中与CDMACDMA标准关系最为密切的是标准关系最为密切的是TR45TR45（移动和（移动和个人通信公用标准），它的下面包括个人通信公用标准），它的下面包括7 7个子委员会，分别负责不同接口个子委员会，分别负责不同接口标准的制订，如标准的制订，如TR45.2TR45.2负责网络部分，负责网络部分，TR45.4TR45.4负责负责A A接口部分，接口部分，TR45.5TR45.5负责空中接口等。负责空中接口等。CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。除了除了ANSIANSITIATIA之外，其他一些标准化组织和之外，其他一些标准化组织和生产厂商对生产厂商对CDMACDMA标准的制订也起到积极作用。如标准的制订也起到积极作用。如CDGCDG（CDMACDMA发展小组）和发展小组）和3GPP23GPP2（负责第三代（负责第三代CDMACDMA移移动通信标准的制订），先后推出了有关动通信标准的制订），先后推出了有关A A接口的接口的IOSIOS系列标准，涉及的内容包括从窄带的系列标准，涉及的内容包括从窄带的CDMACDMA到第三代到第三代移动通信移动通信宽带宽带CDMACDMA。一批知名的通信公司如。一批知名的通信公司如MOTOROLAMOTOROLA、LUCENTLUCENT、NORTELNORTEL、QUALCOMMQUALCOMM等首先提出等首先提出了有关了有关CDMACDMA标准的方案和建议，经过多次协商讨论，标准的方案和建议，经过多次协商讨论，最终修改成为目前被普遍接受的通用标准。最终修改成为目前被普遍接受的通用标准。CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。UmUm接口标准的发展接口标准的发展 CDMACDMA在蜂窝系统中的应用几乎是和在蜂窝系统中的应用几乎是和GSMGSM同时被同时被提出来的，但一直没有得到重视，其中的主要原因提出来的，但一直没有得到重视，其中的主要原因在于在于CDMACDMA的蜂窝系统必须具有高速、精确的功率控的蜂窝系统必须具有高速、精确的功率控制要求，否则整个系统难以理想地工作甚至出现系制要求，否则整个系统难以理想地工作甚至出现系统崩溃。功率控制技术在当时的条件下还难以攻破，统崩溃。功率控制技术在当时的条件下还难以攻破，直到直到QUALCOMMQUALCOMM公司解决了这一难题后这一状况才有公司解决了这一难题后这一状况才有所变化。该解决方案主要是通过测量移动台和基站所变化。该解决方案主要是通过测量移动台和基站的接收功率，利用开环和闭环相结合的功率控制方的接收功率，利用开环和闭环相结合的功率控制方式，命令移动台调整发射功率，使移动台输出的功式，命令移动台调整发射功率，使移动台输出的功率电平在维持适当性能的情况下达到最小。一方面率电平在维持适当性能的情况下达到最小。一方面减轻了对其他用户的干扰，同时有助于克服衰落，减轻了对其他用户的干扰，同时有助于克服衰落，使得使得CDMACDMA码分多址技术应用于蜂窝移动通信成为可码分多址技术应用于蜂窝移动通信成为可能，并由此拉开了能，并由此拉开了CDMACDMA数字蜂窝移动通信系统蓬勃数字蜂窝移动通信系统蓬勃发展的序幕。发展的序幕。CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。QUALCOMMQUALCOMM公司于公司于19901990年年7 7月公布了最早的月公布了最早的CDMACDMA标准，经过许多移动通信运营商和制造厂家的标准，经过许多移动通信运营商和制造厂家的协商讨论，于协商讨论，于19901990年年9 9月发布了建议标准的修订版月发布了建议标准的修订版本，并于本，并于19901990年年1010月公布了暂行规定，成为此后一月公布了暂行规定，成为此后一段时间内被广泛认可的主要规范。段时间内被广泛认可的主要规范。19931993年年7 7月，美月，美国国ANSIANSITIATIA再次征集各方面的建议，经会议讨论再次征集各方面的建议，经会议讨论后正式将其确认为后正式将其确认为IS95IS95标准，即标准，即“双模式宽带扩频双模式宽带扩频蜂窝系统的移动台基站兼容标准蜂窝系统的移动台基站兼容标准”。IS95IS95标准由标准由此成为此成为CDMACDMA移动通信的核心标准，世界上许多国家移动通信的核心标准，世界上许多国家以此为蓝本生产和建设码分多址数字移动通信系统。以此为蓝本生产和建设码分多址数字移动通信系统。CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量 的20倍。这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的29582958个个PCSPCS经营许可证中经营许可证中,选择CDMACDMA占占51%,D-AMPS51%,D-AMPS占占20%,20%,GSMGSM占占28%28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。经过多年的开发修订，以经过多年的开发修订，以IS95IS95为代表的窄为代表的窄带带CDMACDMA系列标准已经日趋完善。系列标准已经日趋完善。IS95IS95系列标准的发系列标准的发展先后经历了展先后经历了IS95IS95、IS95AIS95A、TSB74TSB74、IS95BIS95B（ANSI95ANSI95）、）、IS2000IS2000、IS2000AIS2000A等多种标准。等多种标准。需要补充说明的是需要补充说明的是TSB74TSB74是与是与IS95AIS95A有关的有关的TSBTSB文件，文件，是在是在IS95AIS95A的基础上增加了的基础上增加了14.4kb/s14.4kb/s速率组、指配速率组、指配或切换到或切换到PCSPCS频段、频段、MIN/IMSIMIN/IMSI共存等内容。作为第共存等内容。作为第三代移动通信标准之一的三代移动通信标准之一的IS2000IS2000及及IS2000AIS2000A完全兼完全兼容容IS95IS95标准，也就是说现有的标准，也就是说现有的IS95IS95系统可以平滑过系统可以平滑过渡到第三代移动通信。渡到第三代移动通信。基本概念（扩频、扩谱、展频、展谱）基本概念（扩频、扩谱、展频、展谱）扩展频谱技术是用比信号带宽宽得多的频带宽度来传扩展频谱技术是用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机输信息的技术。扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机编码编码(扩频序列：扩频序列：Spread Sequence)Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。是一种宽带的编码传输系统。恢复原始信息数据。是一种宽带的编码传输系统。扩频通信方式与常规的窄带通信方式的区别：扩频通信方式与常规的窄带通信方式的区别：（1）信息的频谱扩展后形成宽带传输；）信息的频谱扩展后形成宽带传输；（2）用扩频码序列来展宽信号频谱；）用扩频码序列来展宽信号频谱；（3）相关处理后恢复成窄带信息数据。）相关处理后恢复成窄带信息数据。基本过程基本过程主要特点主要特点1 1、抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力强。宽带干扰可为阻塞干扰。抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力强。宽带干扰可为阻塞干扰。干干扰扰由由于于不不知知道道扩扩频频伪伪随随机机码码主要特点主要特点2 2、可检性低可检性低(LPI-Low Probability of Intercept)，不容易被侦破，对，不容易被侦破，对各种窄带通信系统的干扰很小各种窄带通信系统的干扰很小。3 3、抗多径衰落、抗多径衰落 多多径径分分离离与与R RA AK KE E接接收收主要特点主要特点4 4、具有多址（具有多址（SSMA）能力，易于实现码分多址（）能力，易于实现码分多址（CDMA）技术技术5、可抗频率选择性衰落。、可抗频率选择性衰落。6、频谱利用率高，容量大（可有效利用纠错技术、正交波形编码技、频谱利用率高，容量大（可有效利用纠错技术、正交波形编码技术、话音激活技术等）。术、话音激活技术等）。7、能精确地定时、测距与定位。、能精确地定时、测距与定位。8、数模兼容，可开展多种通信业务、数模兼容，可开展多种通信业务。主要应用主要应用1、军事通信（DS电台,FH电台，JTIDS），现在也开始民用和商用。2、卫星通信（多址，抗干扰，便于保密，降低平均功率谱密度）3、移动通信（多址，抗干扰，便于保密，抗多径，提高频谱利用率）4、雷达、导航5、无线本地环路，WLAN6、GPS（选址，抗干扰，保密，测距）7、测试仪，干扰仪测时延，无码测试仪8、其他基本方式基本方式根据伪随机码插入通信信道的位置不同根据伪随机码插入通信信道的位置不同PAPA基本方式基本方式直序扩频（直序扩频（DSSSDSSS）Modul-2AdderEXOREXOR充当充当Modul-2Modul-2加法器加法器直扩系统的特点直扩系统的特点 具具有有较较强强的的抗抗干干扰扰能能力力。抗抗干干扰扰能能力力的的大大小小与与处处理理增增益益成成正正比比。抗抗阻阻塞塞干干扰扰（可可以以是是窄窄带带、部部分分带带、梳梳状状干干扰扰等等）的的能能力力差差，这这是是因因为为直扩增益一般都小于滤波器的防护度。直扩增益一般都小于滤波器的防护度。具具有有很很强强的的隐隐蔽蔽性性和和抗抗侦侦察察、抗抗窃窃听听、抗抗测测向向的的能能力力。扩扩频频信信号号的的谱谱密密度度很很低低，可可使使信信号号淹淹没没在在噪噪声声之之中中，不不易易被被敌敌方方截截获获、侦侦察察、测测向和窃听。直扩系统可在向和窃听。直扩系统可在10dB-15dB10dB-15dB乃至更低的信噪比条件下工作。乃至更低的信噪比条件下工作。具具有有选选址址能能力力，可可实实现现码码分分多多址址。扩扩频频系系统统本本来来就就是是一一种种码码分分多多址址通通信信系系统统，用用不不同同的的码码可可以以组组成成不不同同的的网网，组组网网能能力力强强，其其频频谱谱利利用用率率并并不不因因占占用用的的频频带带扩扩展展而而降降低低，采采用用多多址址通通信信后后，频频带带利利用用率率反反而而比单频单波系统的频带利用率高。比单频单波系统的频带利用率高。抗抗衰衰落落，特特别别是是抗抗频频率率选选择择性性能能好好。直直扩扩信信号号的的频频谱谱很很宽宽，一一小小部部分衰落对整个信号的影响不大。分衰落对整个信号的影响不大。抗抗多多径径干干扰扰。直直扩扩系系统统有有较较强强的的抗抗多多径径干干扰扰的的能能力力，多多径径信信号号到到达达接接收收端端，由由于于利利用用了了伪伪随随机机码码的的相相关关特特性性，只只要要多多径径时时延延超超过过伪伪随随机机码码的的一一个个切切普普，则则通通过过相相关关处处理理后后，可可消消除除这这种种多多径径干干扰扰的的影影响响，甚甚至至可可以以利利用用这这些些多多径径干干扰扰的的能能量量，提提高高系系统统的的信信噪噪比比，改改善善系系统统的的性性能。能。可可进进行行高高分分辨辨率率的的测测向向、定定位位。利利用用直直扩扩系系统统伪伪随随机机码码的的相相关关特特性性，可完成精度很高的测距和定位。可完成精度很高的测距和