擴頻通信的特征
1、是一種數字傳輸方式;
2、帶寬的展寬是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息進行調制實現的;
3、在接收端使用相同的擴頻函數對擴頻信號進行相關解調,還原出被傳信息。
擴頻通信的基本原理
擴頻通信就其調制方式而言,與傳統的數據通信沒有什么差別,也包括ASK、FSK、PSK以及最近得到迅速發展的QAM,不同之處是在調制之前增加了一個擴頻處理環節,把待傳送符號用特征碼進行擴展,擴展后的符號稱為碼片;在接收端同樣增加了一個解擴處理的環節,將N個碼片恢復為一個符號。
擴頻通信的分類
1、直擴系統(DS)就是采用高碼速率的直接序列(DirectSequence)偽隨機碼在發端進行擴頻,在收端采用相同的偽碼(PN)進行相關解擴。
2、跳頻系統(FH)就是采用跳頻(FrequencyHopping)方式進行擴頻,形象地說是采用特定的偽碼控制的多頻率移頻鍵控。
3、跳時系統(TH)就是采用跳時(TimeHopping)方式進行擴頻,形象地說是采用特定的偽碼控制的多時片的時移鍵控。
4、混合系統就是直擴,跳頻和跳時的相應組合即DS/FH/TH混合系統。
擴頻通信的應用范圍
(1)軍事通信中的應用
在軍事通信中,擴頻通信是通信反對抗最重要的技術手段,它廣泛應用于各種通信、信息系統,武器系統和C3I(通信、控制、指揮及情報)系統。在地面、海、空戰術通信中,通常采用擴頻技術來提高通信電臺的抗干擾能力,提高抗干擾性能和數字化將是戰術電臺發展的主流。在海灣戰爭中,以美國為首的聯軍使用了采用擴頻技術的全球定位系統(GPS)、聯合戰術信息分發系統(JTIDS)、定位報告系統(PLRS)以及大量的單信道地面與機載系統(SINCGARS)等系統。實踐應用充分證明了擴頻技術在軍事通信系統中的重要性。
(2)移動通信中的應用
在民用通信中,新一代數字蜂房移動通信系統已廣泛采用擴頻技術,其目的是提高頻譜利用率及減少共信道干擾的影響。利用擴頻技術的碼分多址系統,對每個移動臺都分配一個特有的、隨機的碼序列,且彼此都不相關,以此來區分各個移動臺的信號,因此,在一個信道中能容納更多的用戶,其頻譜利用率是頻分多址通信系統的20倍左右,每一小區容納的用戶數可達2500個。此外,在移動通信中多徑效應產生的衰落較為嚴重,而采用擴展頻譜技術可以有效地克服多徑效應對移動通信的影響。
(3)衛星通信中的應用
在軍事衛星通信中直接序列擴頻技術和跳頻技術已經得到了廣泛應用。由于擴頻碼分多址系統組網靈活,以及當網內同時工作的用戶數增多并超過設計的載荷時,具有承受過載的能力,所以在民用衛星通信中也得到了應用。民用衛星通信采用擴頻碼分多址技術和偽隨機序列直接擴展頻譜的方法,對信號進行能量擴散,以減少衛星系統的干擾。
(4)測距定位中的應用
GPS(全球衛星定位系統)是多星共用兩個載波頻率發送導航定位信號的系統,需要采用擴頻碼分多址方式來區分各個衛星的地址。每顆衛星分配有一個偽隨機序列碼型,偽隨機序列的碼片寬度越窄,測距精度就越高。同時,采用直接序列擴頻使得測距抗干擾能力大為增強。又由于它采用無源定位方式,即在定位過程中不需要用戶終端發出應答信號,所以該系統可容納的用戶數目沒有限制,這正像一個廣播電臺對收聽節目的用戶收音機數目沒有限制一樣。中國軍事和民用部門已廣泛使用GPS接收設備,利用GPS定位系統進行定位工作。
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