擴頻技術

百科解釋

l擴頻技術的應用范圍和優(yōu)點

由于擴展頻譜無線通信技術具有抗干擾能力強、截獲率低、碼分多址、信號隱蔽、保密和易于組網(wǎng)等一系列優(yōu)點，所以近幾年來發(fā)展很快。

擴頻通信適用于對話音、數(shù)據(jù)、圖象、高速文件傳送及視頻傳輸?shù)龋猛緩V泛。典型的應用有：

——區(qū)域網(wǎng)點對點、一點對多點話音／數(shù)據(jù)通訊；

——LAN互聯(lián)；

——EI（2．048Mbp8）連接；

——電視會議；

——應急事件通訊。

可接到擴頻MODEN的設備有計算機、網(wǎng)橋路由器、話音／數(shù)據(jù)復用器、程控交換機、視頻設備等。擴頻通信產(chǎn)品得以廣泛應用，是因為它有以下優(yōu)點：

——具有防止阻塞能力；

——抗干擾性強，誤碼率低；

——可以與窄帶無線通訊并存；．

——適合數(shù)字話音和數(shù)據(jù)傳輸，話音和數(shù)據(jù)通信可以并存；

——安裝方便，成本較低；

——發(fā)射功率低，小于1w；

——設備體積小。

主站多與多個分站擴頻通信可采用星形或蜂窩結構，使無線組網(wǎng)在地理上和邏輯上更加靈活、方便和實用，并可加中斷延長通信距離。

2擴頻通信原理

所謂擴頻通信，是指用來傳輸信息的信號帶寬大于信息本身所需的最小帶寬的一種通信方式，有如下三個特點：

（1）系統(tǒng)占有的頻帶寬度遠遠大于信號帶寬（或信息比特速率），且系統(tǒng)占有帶寬與原始信號帶寬無關。

（2）頻帶的展寬是通過編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，并與所傳信息數(shù)據(jù)無關。

（3）解調(diào)過程由接收信號和一個與發(fā)端擴頻碼同步的信號進行相關解調(diào)，解擴和恢復所傳信息數(shù)據(jù)。

擴展頻譜進行通信是基于仙農(nóng)（Shannon）信息理論的著名信道容量公式：

C= Wlog2Z（1＋ S／N）

由上式可知，在保持信息傳輸速率C不變的條件下，可以用不同的頻帶寬度W和信噪比S／N來傳輸倍息。如果增加頻帶寬度，那么就可以在較低的信噪比的情況下用相同的信息率以任意小的差錯來傳輸信息，甚至在信號幾乎被噪聲淹沒的情況下，只要增加倍號帶寬，也能保持可靠地通信。

常用的擴頻技術有2種，直接序列（DS－Direct Sequence）擴頻技術和跳頻（FH－Frequency Hopping）擴頻技術，前者較為常用。

2．1直接序列擴頻技術（DS／SS）

所謂直接擴頻序列，就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)端擴展信號的頻譜，而在收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原來的信號。把實際傳送的數(shù)據(jù)加一個事先定義的偽隨機碼中發(fā)送，發(fā)送的信號擴展在很寬的頻帶上。方法是對一直接序列擴頻代碼進行相干或差分相干二進制相移健控（BPSK）調(diào)制。每一代碼C由N位組成，即有N個固定的矩形脈沖，總時間寬度為T。每一個數(shù)據(jù)即為一個代碼，其脈沖寬為T。如 N= 16，每個代碼作用于一位數(shù)據(jù)位。如果數(shù)據(jù)位為“0”，則發(fā)送代碼C；如果數(shù)據(jù)位為“l(fā)”，則將C中的每一位取反。如果采用非相干調(diào)制，這時將“0’和“1”數(shù)據(jù)位分配給兩個不同的N位代碼。

2．2跳頻擴頻技術（FH／SS）

所謂跳頻，是用一定碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說，用擴頻序列去進行頻移鍵控，使載波頻率不斷地跳變。跳頻可以用任一窄帶倍號來實現(xiàn)，其載頻根據(jù)擴頻碼跳頻序列隨時間跳變。頻模式可由偽隨機序列產(chǎn)生，所以其下一個跳額位置不可預測、在商業(yè)用途上，這一跳頻模式是短固定模式，使接收機能迅速同步到發(fā)送的信號上。跳頻采用非相干調(diào)制，如FSK調(diào)制，這使接收機在每一跳頻開始時能很快捕捉到信號，而不需要獲取載波相位。

2．3擴頻無線局域網(wǎng)的特點

擴頻調(diào)制過程中使用了輔助信號，這個輔助信號就是用戶或網(wǎng)絡的代碼，它比數(shù)據(jù)有更高的傳送速率（即一個輔助代碼位的長度要比一個數(shù)據(jù)位的長度短入擴頻調(diào)制是將數(shù)據(jù)和輔助代碼信號復合到一起，然后通過引導信號調(diào)制發(fā)送。）

擴頻系統(tǒng)中是通過擴頻碼區(qū)分信號的，所有信號的載波頗好相同的。不同的擴頻碼使許多計算機可共享一個通道，這就是碼分復合訪問（CDMA）。采用CDMA，所有用戶都有同樣的載波頻率。在接收方分離許多信號的依據(jù)是分配給每個接受方的擴頻碼。

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