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浅谈扩频技术
浏览: 发布日期:2017-10-24
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称扩频通信,其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信,这一过程使其具有诸多优良特性。
 
  优点
 
  1、 抗干扰性能好:它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力,有利于电子反对抗。如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波,可以使多径干扰消除,这对军用和民用移动通信是很有利的。
 
  2、隐蔽性强、干扰小:因信号在很宽的频带上被扩展,则单位带宽上的功率很小,即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中,别人难于发现信号的存在,再加之不知扩频编码,就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度,也很少对其它电讯设备构成干扰。扩频通信技术把被传送的信号带宽展宽,从而降低了系统在单位频带内的电波“通量密度”,这对空间通信大有好处。国际无线电咨询委员会及国际电信联盟规定了空间通信系统在地面上产生“通量密度”的国际标准,以防止对地面通信的干扰。例如规定在S波段内每4KHz频带内“通量密度”为-154dB/m2。
 
  3、易于实现码分多址:扩频通信占用宽带频谱资源通信,改善了抗干扰能力,是否浪费了频谱资源呢?其实正相反,是提高了频带的利用率。正是由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送,而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到,这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性,分配给不同用户不同的扩频编码,就可以区别不同用户的信号,众多用户,只要配对使用自己的扩频编码,就可以互不干扰地同时使用同一频率通信,从而实现了频率复用,使拥挤的频谱得到充分的利用。
 
  4、数模兼容:可以传输数字信号,也可以传输模拟信号。  常规的无线电通信是在频率上分配(称为频分)或从时间上分配(称为时分)给通信用户,使之在频段上或时间上互不相同,以使彼此互不干扰共用频谱资源。扩频通信是以各用户使用不同的扩频编码来共用同一频率。采用扩频通信多址方式的频谱利用率高于采用频分多址方式的频谱利用率。而且扩频码分多址还易于解决增加新用户的问题。
 
  缺点
 
  1、系统用频带宽。
 
  2、相对于FDMA、TDMA多址方式,采用扩频技术的CDMA多址方式在移动通信的系统实现更为复杂。
 
  扩频技术的两种方式
 
  扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用,到目前为止,其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统(FHSS)与直扩系统(DSSS)则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。一般而言,跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰,在卫星通信中也用于保密通信,而直扩系统则主要是一种民用技术。
 
  FHSS,跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum) 在同步、且同时的情况下,接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接受器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,也只算是脉冲噪声。
 
  DSSS,直扩技术 (Direct Sequence Spread Spectrum) 用高速率的伪噪声码序列与信息码序列模二加(波形相乘)后的复合码序列去控制载波的相位而获得直接序列扩频信号,即将原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率,以在无线通信领域获得令人满意的抗噪声干扰性能。

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