直接序列擴(kuò)頻通信原理及技術(shù)特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2008/8/18 0:00:00 訪問次數(shù):786
一、接序列擴(kuò)頻通信原理
直接序列擴(kuò)頻(dsss),(direct seqcuence spread spectrdm)是直接利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴(kuò)展信號(hào)的頻譜,而在收端,用相同的擴(kuò)頻碼序去進(jìn)行解碼,把擴(kuò)展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的信息。它是一種數(shù)字調(diào)制方法,具體說,就是將信源與一定的pn碼(偽噪聲碼)進(jìn)行摸二加。例如說在發(fā)射端將"1"用11000100110,而將"0"用00110010110去代替,這個(gè)過程就實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)頻,而在接收機(jī)處只要把收到的序列是11000100110就恢復(fù)成"1"是00110010110就恢復(fù)成"0",這就是解擴(kuò)。這樣信源速率就被提高了11倍,同時(shí)也使處理增益達(dá)到10db以上,從而有效地提高了整機(jī)倍噪比。
直接序列擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn):
直擴(kuò)系統(tǒng)射頻帶寬很寬。小部分頻譜衰落不會(huì)使信號(hào)頻譜嚴(yán)重衰落
多徑干擾是由于電波傳播過程中遇到各種反射體(高山,建筑物)引起,使接受端接受信號(hào)產(chǎn)生失真,導(dǎo)致碼間串?dāng)_,引起噪音增加。而直擴(kuò)系統(tǒng)可以利用這些干擾能量提高系統(tǒng)的性能。
直擴(kuò)系統(tǒng)除了一般通信系統(tǒng)所要求的同步以外,還必須完成偽隨機(jī)碼的同步,以便接受機(jī)用此同步后的偽隨機(jī)碼去對(duì)接受信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)。直擴(kuò)系統(tǒng)隨著偽隨機(jī)碼字的加長(zhǎng),要求的同步精度也就高,因而同步時(shí)間就長(zhǎng)。
直擴(kuò)和跳頻系統(tǒng)都有很強(qiáng)的保密性能。對(duì)于直擴(kuò)系統(tǒng)而言,射頻帶寬很寬,譜密度很低,甚至淹沒在噪音中,就很難檢查到信號(hào)的存在。由于直擴(kuò)信號(hào)的頻譜密度很低,直擴(kuò)系統(tǒng)對(duì)其它系統(tǒng)的影響就很小。
直擴(kuò)系統(tǒng)一般采用相干解調(diào)解擴(kuò),其調(diào)制方式多采用bpsk、dpsk、qpsk、mpsk等調(diào)制方式。而跳頻方式由于頻率不斷變化、頻率的駐留時(shí)間內(nèi)都要完成一次載波同步,隨著跳頻頻率的增加,要求的同步時(shí)間就越短。因此跳頻多采用非相干解調(diào),采用的解調(diào)方式多為fsk或ask,從性能上看,直擴(kuò)系統(tǒng)利用了頻率和相位的信息,性能優(yōu)于跳頻。
二、直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)特點(diǎn):
直接序列擴(kuò)頻(direct sequence spread spectrum)系統(tǒng)是將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)碼(pn碼)擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上去,在接收端,用與發(fā)端擴(kuò)展用的相同的偽隨機(jī)碼對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理,恢復(fù)出發(fā)送的信息。
直接序列擴(kuò)頻通信開始出現(xiàn)于第二次世界大戰(zhàn),是美軍重要的無線保密通信技術(shù),F(xiàn)在直擴(kuò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。
抗干擾性強(qiáng)
抗干擾是擴(kuò)頻通信主要特性之一,比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍,窄帶干擾基本上不起作用,而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍,如要保持原干擾強(qiáng)度,則需加大100倍總功率,這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。因信號(hào)接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到,所以即使以同類型信號(hào)進(jìn)行干擾,在不知道信號(hào)的擴(kuò)頻碼的情況下,由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性,干擾也不起作用。正因?yàn)閿U(kuò)頻技術(shù)抗干擾性強(qiáng),美國(guó)軍方在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)等處廣泛采用擴(kuò)頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
隱蔽性好
因?yàn)樾盘?hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展,單位帶寬上的功率很小,即信號(hào)功率譜密度很低,信號(hào)淹沒在白噪聲之中,別人難以發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在,加之不知擴(kuò)頻編碼,很難拾取有用信號(hào),而極低的功率譜密度,也很少對(duì)于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。
易于實(shí)現(xiàn)碼分多址(cdma)
直擴(kuò)通信占用寬帶頻譜資源通信,改善了抗干擾能力,是否浪費(fèi)了頻段?其實(shí)正相反,擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴(kuò)通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送,而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼作相關(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)別不同的用戶的信號(hào),眾多用戶,只要配對(duì)使用自己的擴(kuò)頻編碼,就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信,從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用,使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼,分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù); 同樣,接收者用不同的擴(kuò)頻編碼,就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了多址通信。美國(guó)國(guó)家航天管理局(nasa)的技術(shù)報(bào)告指出:采用擴(kuò)頻通信提高了頻譜利用率。另外,擴(kuò)頻碼分多址還易于解決隨時(shí)增加新用戶的問題。
抗多徑干擾
無線通信中抗多徑干擾一直是難以解決的問題,利用擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性,在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號(hào)中提取分離出最強(qiáng)的有用信號(hào),也可把多個(gè)路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng),從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。
直擴(kuò)通信速率高
直擴(kuò)通信速率可達(dá) 2m,8m,11m,無須申請(qǐng)頻率資源,建網(wǎng)簡(jiǎn)單,網(wǎng)絡(luò)性能好。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)(www.dzsc.com)
一、接序列擴(kuò)頻通信原理
直接序列擴(kuò)頻(dsss),(direct seqcuence spread spectrdm)是直接利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴(kuò)展信號(hào)的頻譜,而在收端,用相同的擴(kuò)頻碼序去進(jìn)行解碼,把擴(kuò)展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的信息。它是一種數(shù)字調(diào)制方法,具體說,就是將信源與一定的pn碼(偽噪聲碼)進(jìn)行摸二加。例如說在發(fā)射端將"1"用11000100110,而將"0"用00110010110去代替,這個(gè)過程就實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)頻,而在接收機(jī)處只要把收到的序列是11000100110就恢復(fù)成"1"是00110010110就恢復(fù)成"0",這就是解擴(kuò)。這樣信源速率就被提高了11倍,同時(shí)也使處理增益達(dá)到10db以上,從而有效地提高了整機(jī)倍噪比。
直接序列擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn):
直擴(kuò)系統(tǒng)射頻帶寬很寬。小部分頻譜衰落不會(huì)使信號(hào)頻譜嚴(yán)重衰落
多徑干擾是由于電波傳播過程中遇到各種反射體(高山,建筑物)引起,使接受端接受信號(hào)產(chǎn)生失真,導(dǎo)致碼間串?dāng)_,引起噪音增加。而直擴(kuò)系統(tǒng)可以利用這些干擾能量提高系統(tǒng)的性能。
直擴(kuò)系統(tǒng)除了一般通信系統(tǒng)所要求的同步以外,還必須完成偽隨機(jī)碼的同步,以便接受機(jī)用此同步后的偽隨機(jī)碼去對(duì)接受信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)。直擴(kuò)系統(tǒng)隨著偽隨機(jī)碼字的加長(zhǎng),要求的同步精度也就高,因而同步時(shí)間就長(zhǎng)。
直擴(kuò)和跳頻系統(tǒng)都有很強(qiáng)的保密性能。對(duì)于直擴(kuò)系統(tǒng)而言,射頻帶寬很寬,譜密度很低,甚至淹沒在噪音中,就很難檢查到信號(hào)的存在。由于直擴(kuò)信號(hào)的頻譜密度很低,直擴(kuò)系統(tǒng)對(duì)其它系統(tǒng)的影響就很小。
直擴(kuò)系統(tǒng)一般采用相干解調(diào)解擴(kuò),其調(diào)制方式多采用bpsk、dpsk、qpsk、mpsk等調(diào)制方式。而跳頻方式由于頻率不斷變化、頻率的駐留時(shí)間內(nèi)都要完成一次載波同步,隨著跳頻頻率的增加,要求的同步時(shí)間就越短。因此跳頻多采用非相干解調(diào),采用的解調(diào)方式多為fsk或ask,從性能上看,直擴(kuò)系統(tǒng)利用了頻率和相位的信息,性能優(yōu)于跳頻。
二、直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)特點(diǎn):
直接序列擴(kuò)頻(direct sequence spread spectrum)系統(tǒng)是將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)碼(pn碼)擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上去,在接收端,用與發(fā)端擴(kuò)展用的相同的偽隨機(jī)碼對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理,恢復(fù)出發(fā)送的信息。
直接序列擴(kuò)頻通信開始出現(xiàn)于第二次世界大戰(zhàn),是美軍重要的無線保密通信技術(shù)。現(xiàn)在直擴(kuò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。
抗干擾性強(qiáng)
抗干擾是擴(kuò)頻通信主要特性之一,比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍,窄帶干擾基本上不起作用,而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍,如要保持原干擾強(qiáng)度,則需加大100倍總功率,這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。因信號(hào)接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到,所以即使以同類型信號(hào)進(jìn)行干擾,在不知道信號(hào)的擴(kuò)頻碼的情況下,由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性,干擾也不起作用。正因?yàn)閿U(kuò)頻技術(shù)抗干擾性強(qiáng),美國(guó)軍方在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)等處廣泛采用擴(kuò)頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
隱蔽性好
因?yàn)樾盘?hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展,單位帶寬上的功率很小,即信號(hào)功率譜密度很低,信號(hào)淹沒在白噪聲之中,別人難以發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在,加之不知擴(kuò)頻編碼,很難拾取有用信號(hào),而極低的功率譜密度,也很少對(duì)于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。
易于實(shí)現(xiàn)碼分多址(cdma)
直擴(kuò)通信占用寬帶頻譜資源通信,改善了抗干擾能力,是否浪費(fèi)了頻段?其實(shí)正相反,擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴(kuò)通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送,而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼作相關(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)別不同的用戶的信號(hào),眾多用戶,只要配對(duì)使用自己的擴(kuò)頻編碼,就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信,從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用,使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼,分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù); 同樣,接收者用不同的擴(kuò)頻編碼,就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了多址通信。美國(guó)國(guó)家航天管理局(nasa)的技術(shù)報(bào)告指出:采用擴(kuò)頻通信提高了頻譜利用率。另外,擴(kuò)頻碼分多址還易于解決隨時(shí)增加新用戶的問題。
抗多徑干擾
無線通信中抗多徑干擾一直是難以解決的問題,利用擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性,在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號(hào)中提取分離出最強(qiáng)的有用信號(hào),也可把多個(gè)路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng),從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。
直擴(kuò)通信速率高
直擴(kuò)通信速率可達(dá) 2m,8m,11m,無須申請(qǐng)頻率資源,建網(wǎng)簡(jiǎn)單,網(wǎng)絡(luò)性能好。
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