擴頻通信的基本原理是什么？它的特征是什么？

擴頻通信技術(shù)是由海蒂·拉瑪發(fā)明的一種信息技術(shù)，即擴展頻譜通信技術(shù)(Spread Spectrum Communication)。它指的是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬。這種技術(shù)最初是為了軍事保密通信和電子對抗系統(tǒng)而發(fā)明的，但隨著世界范圍政治格局的變化和冷戰(zhàn)的結(jié)束，該項技術(shù)才逐步轉(zhuǎn)向"商業(yè)化"。數(shù)年前擴頻通信在我國通信領(lǐng)域仍鮮為人知，但自1993年開始，吉隆公司開始致力于向我國引進擴頻產(chǎn)品，已經(jīng)在電力、金融、公安、交通等行業(yè)收到了明顯的社會、經(jīng)濟效益，引起國內(nèi)通信界人士的廣泛關(guān)注。

擴頻通信的基本原理是通過將原始信號與一個稱為擴頻碼的序列進行數(shù)學(xué)運算，從而將信號的頻譜展寬。這個擴頻碼可以是偽隨機碼，也可以是正交碼。偽隨機碼是一種看似隨機的序列，但實際上具有一定的規(guī)律性。正交碼則是一組相互正交的序列。擴頻通信的原理是盡可能使用最大帶寬數(shù)，同樣的能量在一個大的帶寬上傳播。這里擴頻帶寬的很小部分與常規(guī)無線信號相干擾，但常規(guī)無線信號不影響擴頻信號，這是因為兩者相比常規(guī)信號帶寬很窄。

具體來說，擴頻通信系統(tǒng)包括以下幾個主要組成部分：

1. 發(fā)射端：在發(fā)射端，原始信息(如語音、圖像、數(shù)據(jù)等)首先經(jīng)過信息調(diào)制，形成數(shù)字信號。然后，擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列對數(shù)字信號進行擴頻調(diào)制，以擴展信號的頻譜。擴頻調(diào)制后的信號經(jīng)過射頻調(diào)制后，通過天線發(fā)送出去。

2. 接收端：在接收端，接收到的信號首先經(jīng)過射頻解調(diào)器進行解調(diào)，然后使用與發(fā)射端相同的擴頻碼序列對解調(diào)后的信號進行相關(guān)解調(diào)，以還原出原始信息。

擴頻通信的原理是利用擴頻碼序列對原始信息進行調(diào)制，使得信號的頻譜得到擴展。這種擴展可以是線性的，也可以是非線性的。線性擴頻是指信號的功率譜密度與頻率之間呈線性關(guān)系，而非線性擴頻則是指信號的功率譜密度與頻率之間呈非線性關(guān)系。擴頻通信具有許多優(yōu)點，如抗干擾能力強、保密性好、抗多徑干擾等。這些優(yōu)點使得擴頻通信在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，如無線通信、衛(wèi)星通信、雷達等。

擴頻通信的特征主要包括以下幾點：

數(shù)字傳輸方式：擴頻通信采用數(shù)字傳輸方式，可以對數(shù)據(jù)進行加密、解密、壓縮、解壓縮等操作，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?

傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬：擴頻通信通過使用擴頻碼序列對原始信息進行調(diào)制，將信號的頻譜擴展，使得傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息的帶寬。這使得在傳輸過程中，可以更好地抵抗干擾和噪聲。

利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進行調(diào)制：擴頻通信中，擴頻函數(shù)的選擇非常重要，它與被傳信息的信元進行調(diào)制，使得信號的頻譜得到擴展。不同的擴頻函數(shù)會產(chǎn)生不同的擴頻效果，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景進行選擇。

接收端用相同的擴頻函數(shù)進行相關(guān)解調(diào)(解擴)，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)：在接收端，需要使用與發(fā)射端相同的擴頻函數(shù)進行相關(guān)解調(diào)，以還原出原始信息的數(shù)據(jù)。這個過程中，如果接收到的信號與擴頻函數(shù)不匹配，將會導(dǎo)致解調(diào)失敗，無法還原出原始信息。

抗干擾能力強：擴頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍然能不受外界干擾。此外，由于接收端采用了偽隨機序列進行相關(guān)檢測，即使采用同類型信號進行干擾，如果不能檢測出有用信號的偽隨機序列，干擾也起不了太大作用。因此，擴頻通信具有很強的抗干擾能力。

擴頻通信通過將原始信息與擴頻碼序列進行調(diào)制，以擴展信號的頻譜，從而實現(xiàn)信息的傳輸。這種技術(shù)具有數(shù)字傳輸方式、傳輸信號帶寬遠大于被傳信息帶寬、利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)進行調(diào)制和解調(diào)、抗干擾能力強等特征。