扩频技术

l扩频技术的应用范围和优点

由于扩展频谱无线通信技术具有抗干扰能力强、截获率低、码分多址、信号隐蔽、保密和易于组网等一系列优点，所以近几年来发展很快。

扩频通信适用于对话音、数据、图象、高速文件传送及视频传输等，用途广泛。典型的应用有：

——区域网点对点、一点对多点话音／数据通讯；

——LAN互联；

——EI（2．048Mbp8）连接；

——电视会议；

——应急事件通讯。

可接到扩频MODEN的设备有计算机、网桥路由器、话音／数据复用器、程控交换机、视频设备等。扩频通信产品得以广泛应用，是因为它有以下优点：

——具有防止阻塞能力；

——抗干扰性强，误码率低；

——可以与窄带无线通讯并存；．

——适合数字话音和数据传输，话音和数据通信可以并存；

——安装方便，成本较低；

——发射功率低，小于1w；

——设备体积小。

主站多与多个分站扩频通信可采用星形或蜂窝结构，使无线组网在地理上和逻辑上更加灵活、方便和实用，并可加中断延长通信距离。

2扩频通信原理

所谓扩频通信，是指用来传输信息的信号带宽大于信息本身所需的最小带宽的一种通信方式，有如下三个特点：

（1）系统占有的频带宽度远远大于信号带宽（或信息比特速率），且系统占有带宽与原始信号带宽无关。

（2）频带的展宽是通过编码及调制的方法来实现的，并与所传信息数据无关。

（3）解调过程由接收信号和一个与发端扩频码同步的信号进行相关解调，解扩和恢复所传信息数据。

扩展频谱进行通信是基于仙农（Shannon）信息理论的著名信道容量公式：

C= Wlog2Z（1＋ S／N）

由上式可知，在保持信息传输速率C不变的条件下，可以用不同的频带宽度W和信噪比S／N来传输倍息。如果增加频带宽度，那么就可以在较低的信噪比的情况下用相同的信息率以任意小的差错来传输信息，甚至在信号几乎被噪声淹没的情况下，只要增加倍号带宽，也能保持可靠地通信。

常用的扩频技术有2种，直接序列（DS－Direct Sequence）扩频技术和跳频（FH－Frequency Hopping）扩频技术，前者较为常用。

2．1直接序列扩频技术（DS／SS）

所谓直接扩频序列，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端扩展信号的频谱，而在收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原来的信号。把实际传送的数据加一个事先定义的伪随机码中发送，发送的信号扩展在很宽的频带上。方法是对一直接序列扩频代码进行相干或差分相干二进制相移健控（BPSK）调制。每一代码C由N位组成，即有N个固定的矩形脉冲，总时间宽度为T。每一个数据即为一个代码，其脉冲宽为T。如 N= 16，每个代码作用于一位数据位。如果数据位为“0”，则发送代码C；如果数据位为“l”，则将C中的每一位取反。如果采用非相干调制，这时将“0’和“1”数据位分配给两个不同的N位代码。

2．2跳频扩频技术（FH／SS）

所谓跳频，是用一定码序列进行选择的多频率频移键控。也就是说，用扩频序列去进行频移键控，使载波频率不断地跳变。跳频可以用任一窄带倍号来实现，其载频根据扩频码跳频序列随时间跳变。频模式可由伪随机序列产生，所以其下一个跳额位置不可预测、在商业用途上，这一跳频模式是短固定模式，使接收机能迅速同步到发送的信号上。跳频采用非相干调制，如FSK调制，这使接收机在每一跳频开始时能很快捕捉到信号，而不需要获取载波相位。

2．3扩频无线局域网的特点

扩频调制过程中使用了辅助信号，这个辅助信号就是用户或网络的代码，它比数据有更高的传送速率（即一个辅助代码位的长度要比一个数据位的长度短入扩频调制是将数据和辅助代码信号复合到一起，然后通过引导信号调制发送。）

扩频系统中是通过扩频码区分信号的，所有信号的载波颇好相同的。不同的扩频码使许多计算机可共享一个通道，这就是码分复合访问（CDMA）。采用CDMA，所有用户都有同样的载波频率。在接收方分离许多信号的依据是分配给每个接受方的扩频码。