什么是擴頻增益
通常在衡量擴頻系統抗干擾能力的優劣時,引入“處理增益”這個概念,一般也稱為擴頻增益,定義為接收機相關器輸出信噪比和接收機相關器的輸入信噪比之比,即:
式中, 和
分別為接收機相關器的輸入、輸出端信號功率,
和
分別為相關器的輸入、輸出端干擾功率。在各種干擾情況下系統的擴頻增益不同,這里僅對高斯白噪聲干擾情況下的擴頻增益做簡要的推導,并且以直接序列擴頻系統下的情況為例來說明。
假定系統中有K個通信用戶,分別用不同的PN碼來調制信息數據。假設理想功率控制(功率控制的內容在后續章節中詳細講述,這里只需要明白各個用戶到達接收端的功率相同)的情況,設P是接收的每一個用戶的信號功率,系統的擴頻帶寬為W,噪聲的功率譜密度用 表示,則接收端接收到的有用信號功率譜為P/W,接收到的其它用戶的干擾功率譜為(K-1)P/W,那么該通信用戶的輸入信噪比等于:
經接收機擴頻解調后,該通信用戶的信號被全部接收但信號帶寬己變換到基帶內(變為窄帶信號),設基帶信號的信息速率為 ,此時有用信號的功率譜為 /,其他用戶或干擾噪聲信號與用戶信號的地址碼不相關,不能得到解調,因為它們的功率譜密度保持不變。則輸出信噪比為:
由式(20-3)和式(20-4)容易得到擴頻解調前后的擴頻增益,即輸出信噪比與輸入信噪比為:
對于直接序列擴頻系統來說,W為偽隨機碼的信息速率。式(20-5)給出了擴頻通信中擴頻解調處理對信噪比的改善情況,它決定了系統抗干擾能力的強弱,是擴頻系統的一個重要性能指標。
評論