淺談擴(kuò)頻技術(shù)
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 作者:Tyrael 編輯:數(shù)字音視工程 2011-01-20 00:00:00 加入收藏
擴(kuò)展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)簡稱擴(kuò)頻通信,其特點是傳輸信息所用的帶寬遠(yuǎn)大于信息本身帶寬。擴(kuò)頻通信技術(shù)在發(fā)端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制,在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信,這一過程使其具有諸多優(yōu)良特性。
優(yōu)點
1、 抗干擾性能好:它具有極強(qiáng)的抗人為寬帶干擾、窄帶瞄準(zhǔn)式干擾、中繼轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的能力,有利于電子反對抗。如果再采用自適應(yīng)對消、自適應(yīng)天線、自適應(yīng)濾波,可以使多徑干擾消除,這對軍用和民用移動通信是很有利的。
2、隱蔽性強(qiáng)、干擾?。阂蛐盘栐诤軐挼念l帶上被擴(kuò)展,則單位帶寬上的功率很小,即信號功率譜密度很低。信號淹沒在白噪聲之中,別人難于發(fā)現(xiàn)信號的存在,再加之不知擴(kuò)頻編碼,就更難拾取有用信號。而極低的功率譜密度,也很少對其它電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。擴(kuò)頻通信技術(shù)把被傳送的信號帶寬展寬,從而降低了系統(tǒng)在單位頻帶內(nèi)的電波“通量密度”,這對空間通信大有好處。國際無線電咨詢委員會及國際電信聯(lián)盟規(guī)定了空間通信系統(tǒng)在地面上產(chǎn)生“通量密度”的國際標(biāo)準(zhǔn),以防止對地面通信的干擾。例如規(guī)定在S波段內(nèi)每4KHz頻帶內(nèi)“通量密度”為-154dB/m2。
3、易于實現(xiàn)碼分多址:擴(kuò)頻通信占用寬帶頻譜資源通信,改善了抗干擾能力,是否浪費了頻譜資源呢?其實正相反,是提高了頻帶的利用率。正是由于擴(kuò)頻通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送,而信號接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)解擴(kuò)才能得到,這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性,分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼,就可以區(qū)別不同用戶的信號,眾多用戶,只要配對使用自己的擴(kuò)頻編碼,就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信,從而實現(xiàn)了頻率復(fù)用,使擁擠的頻譜得到充分的利用。
4、數(shù)模兼容:可以傳輸數(shù)字信號,也可以傳輸模擬信號。 常規(guī)的無線電通信是在頻率上分配(稱為頻分)或從時間上分配(稱為時分)給通信用戶,使之在頻段上或時間上互不相同,以使彼此互不干擾共用頻譜資源。擴(kuò)頻通信是以各用戶使用不同的擴(kuò)頻編碼來共用同一頻率。采用擴(kuò)頻通信多址方式的頻譜利用率高于采用頻分多址方式的頻譜利用率。而且擴(kuò)頻碼分多址還易于解決增加新用戶的問題。
缺點
1、系統(tǒng)用頻帶寬。
2、相對于FDMA、TDMA多址方式,采用擴(kuò)頻技術(shù)的CDMA多址方式在移動通信的系統(tǒng)實現(xiàn)更為復(fù)雜。
擴(kuò)頻技術(shù)的兩種方式
擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用,到目前為止,其最主要的兩個應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動通信系統(tǒng),而跳頻系統(tǒng)(FHSS)與直擴(kuò)系統(tǒng)(DSSS)則分別是在這兩個領(lǐng)域應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式。一般而言,跳頻系統(tǒng)主要在軍事通信中對抗故意干擾,在衛(wèi)星通信中也用于保密通信,而直擴(kuò)系統(tǒng)則主要是一種民用技術(shù)。
FHSS,跳頻技術(shù) (Frequency-Hopping Spread Spectrum) 在同步、且同時的情況下,接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號,對于一個非特定的接受器,F(xiàn)HSS所產(chǎn)生的跳動訊號對它而言,也只算是脈沖噪聲。
DSSS,直擴(kuò)技術(shù) (Direct Sequence Spread Spectrum) 用高速率的偽噪聲碼序列與信息碼序列模二加(波形相乘)后的復(fù)合碼序列去控制載波的相位而獲得直接序列擴(kuò)頻信號,即將原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率,以在無線通信領(lǐng)域獲得令人滿意的抗噪聲干擾性能。
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