淺談擴頻技術
來源:數字音視工程網 作者:Tyrael 編輯:數字音視工程 2011-01-20 00:00:00 加入收藏 咨詢

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擴展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)簡稱擴頻通信,其特點是傳輸信息所用的帶寬遠大于信息本身帶寬。擴頻通信技術在發端以擴頻編碼進行擴頻調制,在收端以相關解調技術收信,這一過程使其具有諸多優良特性。
優點
1、 抗干擾性能好:它具有極強的抗人為寬帶干擾、窄帶瞄準式干擾、中繼轉發式干擾的能力,有利于電子反對抗。如果再采用自適應對消、自適應天線、自適應濾波,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、干擾小:因信號在很寬的頻帶上被擴展,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,別人難于發現信號的存在,再加之不知擴頻編碼,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備構成干擾。擴頻通信技術把被傳送的信號帶寬展寬,從而降低了系統在單位頻帶內的電波“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盟規定了空間通信系統在地面上產生“通量密度”的國際標準,以防止對地面通信的干擾。例如規定在S波段內每4KHz頻帶內“通量密度”為-154dB/m2。
3、易于實現碼分多址:擴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。正是由于擴頻通信要用擴頻編碼進行擴頻調制發送,而信號接收需要用相同的擴頻編碼之間的相關解擴才能得到,這就給頻率復用和多址通信提供了基礎。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關特性,分配給不同用戶不同的擴頻編碼,就可以區別不同用戶的信號,眾多用戶,只要配對使用自己的擴頻編碼,就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信,從而實現了頻率復用,使擁擠的頻譜得到充分的利用。
4、數模兼容:可以傳輸數字信號,也可以傳輸模擬信號。 常規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。擴頻通信是以各用戶使用不同的擴頻編碼來共用同一頻率。采用擴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。而且擴頻碼分多址還易于解決增加新用戶的問題。
缺點
1、系統用頻帶寬。
2、相對于FDMA、TDMA多址方式,采用擴頻技術的CDMA多址方式在移動通信的系統實現更為復雜。
擴頻技術的兩種方式
擴頻技術由于其本身具備的優良性能而得到廣泛應用,到目前為止,其最主要的兩個應用領域仍是軍事抗干擾通信和移動通信系統,而跳頻系統(FHSS)與直擴系統(DSSS)則分別是在這兩個領域應用最多的擴頻方式。一般而言,跳頻系統主要在軍事通信中對抗故意干擾,在衛星通信中也用于保密通信,而直擴系統則主要是一種民用技術。
FHSS,跳頻技術 (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,FHSS所產生的跳動訊號對它而言,也只算是脈沖噪聲。
DSSS,直擴技術 (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)后的復合碼序列去控制載波的相位而獲得直接序列擴頻信號,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,以在無線通信領域獲得令人滿意的抗噪聲干擾性能。
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