擴(kuò)頻技術(shù)詳解

　　擴(kuò)頻是什么？

　　擴(kuò)頻是一種信息處理傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻技術(shù)是利用同欲傳輸數(shù)據(jù)(信息)無關(guān)的碼對(duì)被傳輸信號(hào)擴(kuò)展頻譜，使之占有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被傳送信息所必需的最小帶寬。

　　擴(kuò)頻技術(shù)原理

　　在發(fā)端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜。展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)。再經(jīng)信息解調(diào)、恢復(fù)成原始信息輸出。 　　

　　由此可見，—般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，擴(kuò)頻通信就是多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。

 　　擴(kuò)頻的工作方式

　　按照擴(kuò)展頻譜的方式不同，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可以分為：

　　直擴(kuò)方式

　　直接序列擴(kuò)頻(DirectSequenceSpreadSpectrum)工作方式，簡(jiǎn)稱直擴(kuò)(DS)方式。所謂直接序列(DS-DirectSequency)擴(kuò)頻，就是直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。而在收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的信息。直接序列擴(kuò)頻的原理如圖所示。 　　

　　用窄脈沖序列對(duì)某一載波進(jìn)行二相相移鍵控調(diào)制。如果采用平衡調(diào)制器，則調(diào)制后的輸出為二相相移鍵控信號(hào)，它相當(dāng)于載波抑制的調(diào)幅雙邊帶信號(hào)。圖中輸入載波信號(hào)的頻率為fc，窄脈沖序列的頻譜函數(shù)為G(C)，它具有很寬的頻帶。平衡調(diào)制器的輸出則為兩倍脈沖頻譜寬度，而fc被抑制的雙邊帶的展寬了的擴(kuò)頻信號(hào)，其頻譜函數(shù)為fc＋G(C)。在接收端應(yīng)用相同的平衡調(diào)制器作為解擴(kuò)器。可將頻譜為fc＋G(C)的擴(kuò)頻信號(hào)，用相同的碼序列進(jìn)行再調(diào)制，將其恢復(fù)成原始的載波信號(hào)fc。

　　跳頻方式

　　跳變頻率(FrequencyHopping)工作方式，簡(jiǎn)稱跳頻(FH)方式。另外一種擴(kuò)展信號(hào)頻譜的方式稱為跳頻(FH－FrequencyHopping)。所謂跳頻，比較確切的意思是：用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說，用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。 　　

　　簡(jiǎn)單的頻移鍵控如2FSK，只有兩個(gè)頻率，分別代表傳號(hào)和空號(hào)。而跳頻系統(tǒng)則有幾個(gè)、幾十個(gè)、甚至上干個(gè)頻率、由所傳信息與擴(kuò)頻碼的組合去進(jìn)行選擇控制，不斷跳變。
　　
　　跳時(shí)方式

　　跳變時(shí)間(TImeHopping)工作方式，簡(jiǎn)稱跳時(shí)(TH)方式。與跳頻相似，跳時(shí)(TH－TImeHopping)是使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上跳變。首先把時(shí)間軸分成許多時(shí)片。在一幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)片發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制。可以把跳時(shí)理解為：用一定碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)片的時(shí)移鍵控。 　　
由于采用了窄得很多的時(shí)片去發(fā)送信號(hào)，相對(duì)說來，信號(hào)的頻譜也就展寬了。右圖是跳時(shí)系統(tǒng)的原理方框圖。在發(fā)端，輸入的數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)起來，由擴(kuò)頻碼發(fā)生器的擴(kuò)頻碼序列去控制通－斷開關(guān)，經(jīng)二相或四相調(diào)制后再經(jīng)射頻調(diào)制后發(fā)射。在收端，由射頻接收機(jī)輸出的中頻信號(hào)經(jīng)本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列控制通－斷開關(guān)，再經(jīng)二相或四相解調(diào)器，送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和再定時(shí)后輸出數(shù)據(jù)。只要收發(fā)兩端在時(shí)間上嚴(yán)格同步進(jìn)行，就能正確地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。