擴頻的特點
(1)擴頻傳輸頻寬 遠大於基帶信號頻寬或比特率 ,即擴展因數 ,SS系統使用如此大的頻寬冗餘度,旨在有力地克服外來干擾,特別是故意乾擾(jamming)和無線多徑衰落,多用於無線與衛星數據傳輸;
(2)SS系統利用不同於上述章節的編碼與調製方式,一般是在編碼調製或數字頻帶調製基礎上再以擴展頻帶方式實施特殊的再一次調製——擴頻調製;
(3)在SS系統設計中,由於充分利用一種獨立於信息碼的偽隨機碼序列,而使通信頻寬大大擴展,以防非法用戶干擾或截獲、竊取傳輸信息。它與調頻和PCM不同,後者以付出一定的頻寬為代價,在很大程度上只是對付加性高斯白噪聲;
(4)在接收端,為恢復原傳送信息碼序列而進行解擴,是由本地同步提供的偽隨機碼序列與接收的擴頻碼進行相關運算。
SS通信系統主要對付外部侵擾或有意干擾,SS系統以大量擴展頻寬為代價,爭取高可靠性,由將信碼介入“碼片”(code chip)其時寬是比信息比特或符號間隔小得多的pn序列。這樣可使信號譜“隱匿”為近似白噪聲譜,而干擾功率也擴展到SS擴頻頻寬內,但當解擴後,信號能量可“收聚”為原來信碼能量,而干擾能量卻不能再收聚回來,因此可將干擾抑制倍。
由上述幾個特點,我們可概括擴頻通信概念性定義:將數據信號介入帶有白噪聲特性的偽隨機序列進行傳輸,使傳輸頻寬較原數據所需最小頻寬大到數百、上千萬倍以上,稱為擴頻。它可以在接收解擴後使數據解調制判決時的信噪比降低幾百甚至上千萬倍以上,這一擴頻倍數,一般地稱為擴頻處理增益,。
擴頻分類
按結構和調製方式,大體分為以下幾類:
(1)直接序列擴頻(DS-SS—— Direct-sequence/spread spectrum)並包括CDMA(碼分多址)
(2)跳頻(FH——Frequency-Hop),並包括慢跳頻(SFH)CDMA和快跳頻(FFH)系統(3)載波意義上的多址(CSMA)擴頻
(4)時跳擴頻(TH——Time-Hop)
(5)線性調頻(鳥聲信號——bird-sound)
(6)混和擴頻方式
擴頻調製基本方式
主要包括直接序列擴頻(DS或DS-SS)、跳頻擴頻(FH)。擴頻通信可實現多用戶同時共享公用信道來傳輸信息——此種技術稱作碼分多址(CDMA)。
從系統構成看,與一般數字調製系統的不同,只是在傳送與接收端均增加了一個偽隨機碼(pn碼)發生器與數據機,通過接口相連。PN序列的不同的碼模式,作為不同接收用戶地址碼,與傳送信碼序列以某種方式結合(一般是模2加法),去控制載波參量完成調製(與解調)。在傳輸信息之前,首先起動PN序列,並構成在有干擾環境下的收發兩端PN碼同步,即能夠使所需接收信息的用戶可靠識別其載有信息的PN碼。
在傳輸過程中,信道介入噪聲和各種干擾,包括有意干擾。受擾程度的大小主要取決於干擾源類型,如與擴頻信號(帶有信息)頻寬相比擬的寬頻干擾或窄帶干擾,連續型或脈衝(非連續)干擾等形式。一般地,干擾台多半是在發射信號頻帶內介入一個或更多的正弦波干擾,它們可能是固定單頻或隨時間按某種函式規則不斷改變頻率。例如,在CDMA系統中,其它信道用戶串擾可能是寬頻或窄帶系統,這取決於產生多址所使用的SS信號類型。如果是寬頻,則可以由加性高斯白噪聲來等效特徵。
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