第三章理想通信系统伪噪声编码通信优秀文档.ppt

在通信领域，理想通信系统中的伪噪声编码通信是一种高效且抗干扰性强的传输技术。伪噪声（Pseudo-Noise, PN）编码的概念源于白噪声，但具有更实用的意义和广泛的应用。白噪声是一种平稳随机过程，其瞬时值服从高斯分布，功率谱在整个频带内均匀分布，自相关函数呈现δ函数的尖锐形状，而且两个独立的白噪声源之间相关系数为零。 PN编码并不直接利用白噪声，而是通过特定的方法构造出具有类似白噪声特性的信号序列，这些序列被称为伪噪声码。伪噪声码的码元通常取+1和-1，与白噪声的随机性不同，它们是预定义的且可重复的。PN码的主要特性之一是其功率谱在全频带内均匀分布，这使得信号能量能够有效地分散在各个频率上，提高了通信系统的频谱利用率，从而通信效率高。 等长二元码是伪噪声码的一种常见形式，码字由固定数量的二进制码元组成。对于这类码字，可以通过循环移位来计算其自相关系数。自相关系数衡量的是码字与其自身循环移位后的码字之间的相似度，即码字中相同码元的数量。如果某码字与它自身的任何循环移位码字在一个周期内逐位对应比较，相同码元数和不同码元数之差最多为1，则这种码字具有良好的自相关特性，有利于检测和同步。 伪噪声码的自相关运算可以表达为码字的循环移位与原码字的逐位比较。自相关系数ρ(i)表示在循环移位i位后，码字的相似程度。当码字长度p足够大时，ρ(i)呈现出类似δ函数的尖锐双值性，这样的码字被称为狭义伪噪声码。这种特性使得在接收端进行相关检测时，能有效地定位信号并抑制干扰。 伪噪声编码通信的抗干扰能力主要来自于码字的精心设计和使用。由于伪噪声码具有类似于白噪声的特性，它可以有效地干扰和掩盖外部噪声，增强信号的稳健性。此外，通过精心选择和组合不同的伪噪声码，还可以实现分集技术，进一步提高通信系统的可靠性。 伪噪声编码通信是一种结合了白噪声特性和实用性的通信方式。等长二元码作为伪噪声码的实例，其自相关性质对于提高通信效率和抗干扰性能至关重要。通过理解和利用这些原理，通信工程师可以设计出更高效、更稳定的通信系统。