扩频

时间:2024-04-03 21:44:08编辑:奇事君

扩频通信的基本原理

扩频通信的基本原理:在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。扩展频谱通信,简称扩频通信,是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列(一般是伪随机码)来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。扩展频谱通信与光纤通信、卫星通信一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。根据香农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式,即香农公式:C=W×Log2(1+S/N)式中:C--信息的传输速率S--有用信号功率W--频带宽度N--噪声功率。所谓扩频通信,是扩展频谱通信的简称。它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式,扩频通信系统的出现,被誉为是通信技术的一次重大突破。

什么是扩频技术

扩频通信技术是一种信息传输方式,其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。

扩频通信技术在发送端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信。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,可以区别不同的用户的信号,并且不受其他用户的干扰,实现频率复用。
扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用,其最主要的两个应用领域是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统与直扩系统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。


扩频通信的意义在于

扩频通信的意义在于通信效率和质量提升。扩展频谱通信,简称扩频通信,是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列(一般是伪随机码)来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。扩展频谱通信与光纤通信、卫星通信一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。根据香农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式,即香农公式:C=W×Log2(1+S/N)式中:C--信息的传输速率S--有用信号功率W--频带宽度N--噪声功率。由式中可以看出:为了提高信息的传输速率C,可以从两种途径实现,既加大带宽W或提高信噪比S/N。换句话说,当信号的传输速率C一定时,信号带宽W和信噪比S/N是可以互换的,即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求。当带宽增加到一定程度,允许信噪比进一步降低,有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处,这就是扩频通信的基本思想和理论依据

扩频通信的特点

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扩频通信的特点

( 1)  抗干扰性强

扩频通信系统扩展的频谱越宽, 处理增益越高, 抗干扰能力就越强。简单地说, 如果信号频谱展宽10倍, 那么干扰方面需要在更宽的频带上去进行干扰, 分散了干扰功率, 从而在总功率不变的条件下, 其干扰强度只有原来的1/ 10。另外, 由于接收端采用扩频码序列进行相关检测, 空中即使有同类信号进行干扰, 如果不能检测出有用信号的码序列, 干扰也起不了太大作用, 因此抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点。

( 2)  信息保密性好

由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了, 单位频带内的功率就很小, 即信号的功率谱密度很低, 所以应用扩频码序列扩展频谱的直接序列扩频系统, 可在信道噪声和热噪声的背景下, 在很低的信号功率谱密度上进行通信。信号被湮没在噪声里, 很不容易被发现,想进一步检测出信号的参数就更加困难了。

( 3)  易于实现码分多址

由于扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制, 可充分利用各种不同码型扩频序列之间优良的自相关特性和互相关特性, 在接收端利用相关检测技术进行解扩, 则在分配给不同用户不同码型的情况下, 系统可以区分不同用户的信号, 这样在同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

( 4)  抗多径干扰

在无线电通信的各个频段, 短波、超短波、微波和光波中存在大量的多径干扰。一般方法是采用分集接收技术, 或设法把不同路径的不同延迟信号在接收端从时间上对齐相加, 合并成较强的有用信号, 这两种基本方法在扩频通信中都是很容易实现的。


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