扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信息,这一过程使其具有诸多优良特性。扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
扩频通信技术在发送端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信。由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送,而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到,这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性,分配给不同用户不同的扩频编码,可以区别不同的用户的信号,并且不受其他用户的干扰,实现频率复用。接下来,详细为你说下扩频通信包括哪些内容 扩频通信的优点有哪些?
1.扩频通信包括哪些内容
扩展频谱通信,简称扩频通信,是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列(一般是伪随机码)来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
2.扩频通信的优点有哪些
采用扩频技术的通信系统具有以下优点:
(1)抗干扰性能好,它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力,有利于电子反抗。如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波,可以使多径干扰消除,这对军用和民用移动通信是很有利的。
(2)隐蔽性强、干扰小,因信号在很宽的频带上被扩展,单位带宽上的功率很小,即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中,难以发现信号的存在,再加上扩频编码,就更难拾取有用信号。扩频通信技术把被传送的信号带宽展宽,从而降低了系统在单位频宽内的电波“通量密度”,这对空间通信大有好处。
(3)易于实现码分多址,扩频通信占用宽带频谱资源,改善了抗干扰能力,提高了频带的利用率。
3.扩频概念及原理
扩频通信(SSC),即扩展频谱通信技术(SpreadSpectrumCommunication),它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。增加信号带宽可以降低对信噪比的要求,当带宽增加到一定程度,允许信噪比进一步降低。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处,这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
扩频技术即是将信息信号的带宽扩展很多倍进行通信的技术。传输信号带宽远大于信息信号的带宽。例如,传输一个64Kbps 的数据流,其基带带宽只有64KHz 左右,但用扩频技术传送时,它所占据的信道带宽可以被扩展到5MHz,10MHz,甚至更大。与此同时,发射到空间的无线电功率谱(单位带宽内具有的功率),也将大大地降低。
常规的数字数据通信原理是使用与数据速率相适应的尽可能小的带宽。这是因为带宽数是有限的,而且有很多的用户要分享。扩频通信的原理是尽可能使用最大带宽数,同样的能量在一个大的带宽上传播。这里扩频带宽的很小部分与常规无线信号相干扰,但常规无线信号不影响扩频信号,这是因为两者相比常规信号带宽很窄。
扩频通信,即扩展频谱通信技术(Spread Spectrum Communication),它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。除此以外,扩频通信还具有如下特征:
扩频通信是一种数字传输方式,带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的,在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调,还原出被传信息。
4.传输速率和原理
传输速率是系统设计中一个关键的可变因素,它将决定整个系统整体性能的很多属性。无线传输距离由接收机灵敏度和发射机输出功率共同决定,两者之间的差值我们称之为链路预算。输出功率受限于标准规范,所以只有通过提高灵敏度来增加距离,而灵敏度又受数据速率非常重要的影响。
对所有的调制方式来说,越低的速率,接收机的带宽越窄,接收灵敏度就越高。在现今高性价比无线收发机中应用最广泛的调制方式是FSK 或者GFSK。要进一步减小FSK 系统的接收机带宽,唯一可行的办法就是提高参考晶体的精确度。虽未经检验过但可以预见,这很容易就会产生比接收机带宽更宽的频率偏差。低成本的晶体一般只有20ppm 的精度,这将限制使用载波频率为868MHz 或915MHz 系统的最大数据传输速率在20kbps,灵敏度在-112dBm。使用温补晶振可以获得更高的灵敏度,但是温补晶振的价钱将是普通晶体的三倍。
扩频调制方式在其他领域应用了很多年,之前未使用于低成本的传感网络方案。在等同的数据速率条件下,商用的低成本扩频调制方式可以获得比传统FSK 调制方式高8-10dB 的灵敏度。升特(Semtech)公司将推出一款新的收发机,这款收发机集成了一种名为LoRa 的扩频调制方式和传统的GFSK 调制方式。图中展示了在GFSK 调制和LoRa 扩频调制两种系统中灵敏度相对数据速率的关系曲线。