偽隨機噪聲碼
擴頻通信原理
左邊是發射系統，在衛星導航里面相當於是衛星部分，衛星的發射。
擴頻調制是本節課要講的內容，射頻調制是上節課講的內容，如幅度調制、頻移調制、相移調制
GPS采用的相位調制（二相和四相調制）
空中衛星通過CDMA來區分每個衛星的編號！通過不同的偽隨機碼來區分不同的衛星。
最上面是待傳輸的信息，中間是偽隨機碼，二者相異或的結果就是我們所說的擴頻，簡單理解一下這個過程；
擴頻通信原理
將待傳輸信息的頻譜通過編碼使之擴大許多倍（要傳輸的信息假設為d(t),其赫茲一般為幾十左右，如下圖a所示），送入信道中傳輸，在接收端通過解碼將信息還原。由於在信道中實際傳輸的信號比原始信號的頻譜擴展了許多倍，因此稱之為擴頻通信。
GPS系統采用CDMA多址技術的原理是基於擴頻技術，即將需要傳送的信息數據，用一個帶寬遠大於信號帶寬的高速偽隨機碼和它相乘，使原數據信號的帶寬被擴展（擴頻），再經載波調制發送出去。接收端則使用完全相同的偽隨機碼，對解調出來的寬帶信號做相關處理，把寬帶信號變換成原信息數據的窄帶信號（解擴），以實現信息通信。
圖a
擴頻通信公式原理
上圖的上面的式子原始信息d(t)經過乘以Acos(wt+の)經過調制，然后乘以PN(t+λ)，即擴頻，這個擴頻會使功率譜密度降低，但是帶寬會增加，然后由於在傳輸過程中有噪聲n(t)，它的功率譜密度很大；
上圖下面的式子是解擴，也是乘以PN(t)，前面一項PN(t)自己乘以自己是一個自相關的常數，得到的結果是一個功率譜密度高，但是帶寬窄的頻譜，后面一項就是對噪聲進行擴頻，得到了功率譜密度低，帶寬很寬的頻譜，就把噪聲和信號分開了。
香農信道編碼理論
指出：只要信息速率小於信道容量，則總可以找到某種編碼方法，在碼周期相當長的條件下，能夠幾乎無差錯地從高斯白噪聲干擾的信號中復制出原信息。
信息速率：信息傳輸的頻率，單位時間內傳輸的比特個數，比如10HZ，1s傳輸10個比特；
信道容量：某個信道在某個時間內能夠傳輸的最大的傳輸頻率；
分析公式：B是發送的擴頻碼PN(t)的頻率，P/No = 為信噪比；
一個信道能傳輸的最大容量與擴頻碼（信號帶寬）以及信噪比有關系；
信道容量跟帶寬的關系如下圖
從上圖可以看出，我們通過擴頻的方式增加信道容量，是不能無限制提升信道容量的；
結論：
1、增加系統信息傳輸速率，則要求增加信道容量；
2、信道容量為常數時，帶寬B和信噪比P/N0可以互換；
3、當B恆定時，C隨着P/N0增加而增加；
4、當P/N0恆定時，B增加到一定程度后，信道容量不可能無限制的增加；
香農信道編碼理論
指出：在高斯白噪聲干擾下，在平均功率受限的信道上，實現有效和可靠傳輸的最佳信號形式是具有白噪聲統計特性（正態分布，均值為零）的信號。因為白噪聲具有理想的自相關特性。
什么是白噪聲？
隨機過程，瞬時值服從正太分布，功率譜均勻分布在很寬的頻帶，具有優良的相關性。（至今無法實現對它的控制）
人工不可能生成真正的白噪聲！！！
偽隨機噪聲碼
Pseudo-Random Noise Code,PRN是一種可以預先確定並可以重復地產生和復制，具有白噪聲隨機統計特性的二進制碼序列{0，1}，簡稱為偽隨機碼或偽噪聲碼
用於擴頻通信的偽隨機噪聲碼應具有的特點
必須具有尖銳的自相關函數，互相關函數接近於零；
必須具有良好的抗干擾性、保密性（足夠長的碼周期）；
能夠實現碼分多址（獨立的地址數量能滿足應用要求）；
工程實現上，易於產生、加工、復制和控制；
移位寄存器
由r個串接的雙態存儲器（如雙穩態觸發器）和一個移位時鍾信號發生器組成。
每個雙態存儲器（或寄存器）稱為移位寄存器的級，每一級都只能有兩個狀態（具有邏輯意義的0和1，對應觸發器的高電平和低電平）
時鍾脈沖信號的作用：1、將所有寄存器都置1的作用； 2、時鍾脈沖指狀態寄存器的值的移位；
模2運算
不進位的二進制運算
模n運算
假定一個集合中包含小於n的n個整數，0，1，2，...，n-1，那么元素之間的加法運算可以以下列方式實現：
先按普通四則運算規則進行加法運算，然后將運算結果除以n，所得的余數就規定為元素的和；
序列、波形和碼元
碼元：一個二進制數；
碼元寬度：碼元持續的時間這是用周期來表示；
碼速率：碼元寬度的倒數；決定了整個序列的帶寬
碼長：整個碼由多少二進制序列組成，即多少個碼元組成；
碼周期：一個碼元寬度乘以碼長；
最長線性移位寄存器序列---m序列
不同的移位寄存器反饋方式，可以產生不同的二元序列，周期最長的稱為m序列（maximum sequences）
