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                扩频通信的在当今无线通信中都扮演着什么角色
                浏览次数:(148)次 / 责任编辑:腾远智拓 / 更新时间:2021-12-24 14:59:30
                分享:

                我们都知道,信号传输通常是依赖于各种调制方式实现的。传统通信系统主要采用的是窄带调制方案,在这类系统中,发射信号中的所有功率都被限制在频率带宽的非常窄的那一部分。由于这些窄频率的存在,发射频率处或其附近可能会产生干扰,从♀而导致信号无法恢复。

                扩频通信的在当今无线通信中都扮演着什么角色

                第一种窄带调制方案是幅度调制,其载波信号幅度是由要传输的信@ 号来决定的。第二种窄带调制方式是频率调☆制,其载波频率的相位根据发送的信号进行调整。窄带调制』方案并非唯一可用的方法,还可以通过在更大的频率范围上分布更低的功率来实现限定的频◆谱功率密度,此类方案称之为扩频通信※技术。扩频是过去 50 年发展起来的一类调制技术,最初是由 Hedy Lamarr和George Antheil于1941 年提出。

                 

                扩频通信,全称扩展频↘谱通信,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;其次,传输带宽是由与传输的信息本身无关的某些函数来确定的。频带的扩展是通过Ψ 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。

                 

                大多数商用扩频系统传输的射频信号带宽比发送的信息带宽大1至2个数量级。宽带〓信号有很多优势,例如,由于扩频信号在较大的带宽上传播,因此它可以与窄带信号共存,而在给定频谱片段中相当于只会稍稍增加噪ζ 声。而且即使扩频接收机检测到【窄带信号,它也不会『识别该信号,因为它没有以正确的码序列发送。

                 

                扩频系统一般分为以下几种扩频方式!

                1.直接序列扩◇频(Direct-Sequence Spread Spectrum, 简称DS)由于实现形式简单,是当︼前最流行的扩频形式之一,它采用高码率︽的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱,在收端直接使用〖相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调,还原出原始的信息。直接序列扩频※信号由于将信息信号扩展成很宽的频带,它的功率频谱密度比噪声还要低,使它能隐蔽在噪声之中,不容易被检测▓出来▅。对■于干扰信号,收信机的码序列将对它进行非相关处理,使干扰电平显著下降而被抑制。这种方式运用最为普遍,成为行业领域研究①的热点。

                 

                在这种调制形式中,伪随机噪声发生器产生高速伪噪声码序列。此序列以最大比特№率进行传输,并称之为码片速率。伪随机码序列用于直接♂调制窄带载波信号,因此它可以直接设置发射的射频带宽。码片速率与所扩展的信息直接相关。在接收端通※过将所接收到的信号乘以伪随机码序列的本地生成版本来解调信号。

                 

                2.跳频扩频(Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS),也作为常用的扩频形式,所谓跳频,比较确切的意思是:用一定码︾序列进行选择的多频率频移键控。也就是说,用扩频码序〗列去进行频移键控调制,使载波频率不断地跳变,所以称为跳频。频率跳变系统有称为"多频、码选、频移键控"系统,主要由码产生器和频率合成器两々部分组成。一般选取的频率数为十几个至几百个,频率跳变的速率为10~105跳/秒。信号在许多随机选取◤的频率上迅速跳频,可以避开跟踪干扰或有干扰的频率点。

                 

                3.跳时扩频(TimeHopping),与跳频相似■,跳时是使发射信号在时间轴上跳变。首先把时间轴分成许多时片。在一帧内哪个时片□发射信号由扩频码序列去进行控制。可以∞把跳时理解为:用一定码序列进行选择的多时片的时移键控。跳时扩←频系统主要通过扩频码控制发射机□ 的通断,可以减少■时分复用系统之间的干扰。

                 

                4.宽带线性调频,简称Chirp(ChirpModulation):如果发射的射频脉冲信号在一个周期内,其载→频的频率作线性变化,则称为线性调频。因为其频率在》较宽的领带内变化,信号的频带也被展↓宽了。这种扩频调制方式主要用在雷达中,但在通信⌒中也有应用。

                 

                5.混合扩频,结合以上几种基本扩频系统的优缺点,根据实际情况,单独系统有啥难以『满足,而集中扩频方法→结合构成了混合扩频系统在实际情况下反而更加优异,常见的有FH/DS、TH/DS、FH/TH等。

                 

                由于扩∑ 频通信大大扩展信号的频谱,发送端用扩频⌒ 码序列进行扩频调制,以及在接收端用相关解调技术,使其具有许多窄▓带通信难以替代的优良性能,在民用领域,应用到更多的公用及专用通信中,具有易于重复ζ使用,提高无线频谱利用率,抗干扰性强,误码率低,隐蔽性好,对ㄨ各种窄带通信系统的干扰很小,可以实现码分多址,抗∮多径干扰,能精确地定时♀和测距,适合数字话音和数据传输,以及开展多种通信业务,安装简便,易于维护等◥特点,从上世纪80年代开始,在军事领域得到广泛的关注,应用范围覆盖军事通信、移动民用ぷ通信、卫星通信、测距定位等。

                 

                无【论是军用还是民用,扩频通信都表现出其重要的地位,在未来的军事通信电子对抗(ECM)与反对抗(ECCM)中都扮演者∩着最重要的角色,民用通信中「,无论数字蜂房移动通信※、个人通信网(PCN)、烟火匪情@ 等还是报警及公安隐蔽通信、体育竞赛与证券交易通信、数字立体声广播与业余▆无线电通信等,扩频通信都以独特的身份参与其中,未来,扩频通信将成为城市无线通信的最基本的一种手段▽,不断成熟发展,为人类社会做出更大的贡献。

                 

                内容引用素材参︻考于网络----


                关键字:扩频通信  无线通信  
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