所谓扩频通信,可简单表述如下:它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;频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的,并与所传信息数据无关;在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。扩频技术包括以下几种方式:直接序列扩展频谱,简称直扩(DS),跳频(FH),跳时(TH),线性调频(Chirp)。此外,还有这些扩频方式的组合方式,如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。在通信中应用较多的主要是DS、FH和FH/DS。
扩展通信技术具有以下特点:
1. 很强的抗干扰能力
由于将信号扩展到很宽的频带上,在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩,恢复成窄带信号。对干扰信号而言,由于与扩频伪随机码不相关,则被扩展到一很宽的频带上,使进入信号通频带内的干扰功率大大降低,相应的增加了相关器的输出信号/干扰比,因此具有很强的抗干扰能力。其抗干扰能力与其频带的扩展倍数成正比,频谱扩展得越宽,抗干扰的能力越强。
2. 可进行多址通信
扩频通信本身就是一种多址通信方式,称为扩频多址(SSMA-Spread Spectrum Multipe Access),实际上是码分多址(CDMA)的一种,用不同的扩频码组成不同的网。虽然扩频系统占用了很宽的频带,但由于各网可在同一时刻共用同一频段,其频谱利用率甚至比单路单载波系统还要高。CDMA是未来全球个人通信的一种主要的多址通信方式。
3. 安全保密
由于扩频系统将传送的信息扩展到很宽的频带上去,其功率密度随频谱的展宽而降低,甚至可以将信号淹没在噪声中。因此,其保密性很强,要截获或窃听、侦察这样的信号是非常困难的,除非采用与发送端所用的扩频码且与之同步后进行相关检测,否则对扩频信号是无能为力的。由于扩频信号功率谱密度很低,在许多国家,如美、日、欧洲等国家对专用频段、如ISM频段,只要功率谱密度满足一定的要求,就可以不经批准使用该频段。
4. 抗多径干扰
在移动通信、室内通信等通信环境下,多径干扰是非常严重的,系统必须具有很强的抗干扰能力,才能保证通信的畅通。扩频技术具有很强的抗多径能力,它是利用扩频所用的扩频码的相关特性来达到抗多径干扰,甚至可利用多径能量来提高系统的性能。
扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication),它与
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。
扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列:Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。
这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的:
一是信息的频谱扩展后形成宽带传输;
二是相关处理后恢复成窄带信息数据。
正是由于这两大持点,使扩频通信有如下的优点:
抗干扰
抗噪音
抗多径衰落
具有保密性
功率谱密度低,具有隐蔽性和低的截获概率
可多址复用和任意选址
高精度测量等
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