一、接序列擴頻通信原理
直接序列擴頻(DSSS),(Direct seqcuence spread spectrdm)是直接利用具有高碼率的擴頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴展信號的頻譜,而在收端,用相同的擴頻碼序去進行解碼,把擴展寬的擴頻信號還原成原始的信息。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,這個過程就實現(xiàn)了擴頻,而在接收機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。這樣信源速率就被提高了11倍,同時也使處理增益達(dá)到10dB以上,從而有效地提高了整機倍噪比。
直接序列擴頻的優(yōu)點:
直擴系統(tǒng)射頻帶寬很寬。小部分頻譜衰落不會使信號頻譜嚴(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,使接受端接受信號產(chǎn)生失真,導(dǎo)致碼間串?dāng)_,引起噪音增加。而直擴系統(tǒng)可以利用這些干擾能量提高系統(tǒng)的性能。
直擴系統(tǒng)除了一般通信系統(tǒng)所要求的同步以外,還必須完成偽隨機碼的同步,以便接受機用此同步后的偽隨機碼去對接受信號進行相關(guān)解擴。直擴系統(tǒng)隨著偽隨機碼字的加長,要求的同步精度也就高,因而同步時間就長。
直擴和跳頻系統(tǒng)都有很強的保密性能。對于直擴系統(tǒng)而言,射頻帶寬很寬,譜密度很低,甚至淹沒在噪音中,就很難檢查到信號的存在。由于直擴信號的頻譜密度很低,直擴系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的影響就很小。
直擴系統(tǒng)一般采用相干解調(diào)解擴,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、直接序列擴頻通信技術(shù)特點:
直接序列擴頻(Direct Sequence Spread Spectrum)系統(tǒng)是將要發(fā)送的信息用偽隨機碼(PN碼)擴展到一個很寬的頻帶上去,在接收端,用與發(fā)端擴展用的相同的偽隨機碼對接收到的擴頻信號進行相關(guān)處理,恢復(fù)出發(fā)送的信息。
直接序列擴頻通信開始出現(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)在直擴技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計算機無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。
抗干擾性強
抗干擾是擴頻通信主要特性之一,比如信號擴頻寬度為100倍,窄帶干擾基本上不起作用,而寬帶干擾的強度降低了100倍,如要保持原干擾強度,則需加大100倍總功率,這實質(zhì)上是難以實現(xiàn)的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關(guān)解擴處理才能得到,所以即使以同類型信號進行干擾,在不知道信號的擴頻碼的情況下,由于不同擴頻編碼之間的不同的相關(guān)性,干擾也不起作用。正因為擴頻技術(shù)抗干擾性強,美國軍方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計算機網(wǎng)絡(luò)。
隱蔽性好
因為信號在很寬的頻帶上被擴展,單位帶寬上的功率很小,即信號功率譜密度很低,信號淹沒在白噪聲之中,別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在,加之不知擴頻編碼,很難拾取有用信號,而極低的功率譜密度,也很少對于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。
易于實現(xiàn)碼分多址(CDMA)
直擴通信占用寬帶頻譜資源通信,改善了抗干擾能力,是否浪費了頻段?其實正相反,擴頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴通信要用擴頻編碼進行擴頻調(diào)制發(fā)送,而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關(guān)解擴才能得到,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頻編碼之間的相關(guān)特性,分配給不同用戶不同的擴頻編碼,就可以區(qū)別不同的用戶的信號,眾多用戶,只要配對使用自己的擴頻編碼,就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信,從而實現(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,接收者用不同的擴頻編碼,就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù),實現(xiàn)了多址通信。美國國家航天管理局(NASA)的技術(shù)報告指出:采用擴頻通信提高了頻譜利用率。另外,擴頻碼分多址還易于解決隨時增加新用戶的問題。
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)從多徑信號中提取分離出最強的有用信號,也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強,從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。
直擴通信速率高
直擴通信速率可達(dá) 2M,8M,11M,無須申請頻率資源,建網(wǎng)簡單,網(wǎng)絡(luò)性能好。