直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)

直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)摘要：隨著科技的迅速發(fā)展，無線通信技術(shù)發(fā)展越來越成熟，人們對無線通信傳輸?shù)囊笠苍絹碓礁?。無線通信是靠電磁波信號來進(jìn)行傳輸?shù)模谙碛懈咝?、快速等?yōu)點(diǎn)的同時(shí)，在傳輸過程中也極易受到各種各樣來自外界的干擾，影響信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確、高效性。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)作為一種主要抗干擾技術(shù)，本文將針對這一技術(shù)做一個(gè)簡要探討。關(guān)鍵詞：無線通信直接序列擴(kuò)頻引言：通信是伴隨著人類文明的產(chǎn)生而產(chǎn)生和發(fā)展的。無線通信技術(shù)正是隨著人類文明及科學(xué)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的。所謂無線通信，指通過電磁波信號把人們所需要傳達(dá)的信息及時(shí)、準(zhǔn)確的送達(dá)。它突破了有線電纜在時(shí)間、地域、空間、距離上的局限性，更具靈活性，因而被廣泛發(fā)展和應(yīng)用。但是，在長期的發(fā)展和實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，由于無線通信技術(shù)本身的缺陷性和使用環(huán)境的復(fù)雜多變性，該技術(shù)在實(shí)際使用中極易受到外界的干擾。常見的干擾有同頻干擾，臨頻干擾，互調(diào)干擾，多址干擾，噪聲干擾等。而針對這些干擾，人們也研究出了多種抗干擾技術(shù)，如擴(kuò)頻技術(shù)，功率控制技術(shù)，間斷傳輸技術(shù)及多用戶檢測技術(shù)等。本文主要討論擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。一、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的應(yīng)用背景無線通信技術(shù)以其特有的優(yōu)點(diǎn)而被迅速推廣和發(fā)展。但無線通信由于其傳輸環(huán)境的復(fù)雜性，在傳輸過程中會遇到各種各樣的反射體以及來源于其它無線電波的干擾，會極大的影響甚至改變信號的傳輸信息，因此，無線通信抗干擾技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)作為主要的抗干擾技術(shù)之一，產(chǎn)生于二十世紀(jì)五十年代，其發(fā)明之初主要被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，后來逐漸發(fā)展為商用。之后，由于其自身技術(shù)的優(yōu)越性及人們對它的不斷改進(jìn)和發(fā)展，擴(kuò)頻通信抗干擾技術(shù)在民用通信領(lǐng)域得到了很好的發(fā)展。現(xiàn)隨著通信產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，通信環(huán)境的日趨復(fù)雜，擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)也不斷發(fā)展來滿足這一需求變化，從而使得這一技術(shù)不管是在民用還是軍事領(lǐng)域，都進(jìn)行著不斷地改進(jìn)與發(fā)展，以不斷適應(yīng)當(dāng)代的發(fā)展需求，由此在各種各樣的無線通信抗干擾技術(shù)之中占據(jù)了重要地位。二、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)簡介直接序列擴(kuò)頻技術(shù)(Directseqcueneespreadspectrdm)，是指利用高速率的擴(kuò)頻序列在發(fā)射端擴(kuò)展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開的擴(kuò)頻信號還原成原來的信號。該技術(shù)作為一種信息傳輸方式，通過編碼及調(diào)制的方法將頻帶展寬，使得其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)，這樣便可以有效提高頻率資源的利用率，且使所需要傳達(dá)的信息安全、準(zhǔn)確的傳達(dá)。該技術(shù)主要是通過發(fā)端、信道和接收端三部分來實(shí)現(xiàn)的。其工作原理為：將需要傳輸?shù)臄?shù)字信號在發(fā)端輸入以后，首先通過擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻序列將輸入的數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制，以擴(kuò)寬其信號頻譜，擴(kuò)頻碼序列一般采用PN碼。然后將擴(kuò)寬后的信號調(diào)制到射頻發(fā)生器發(fā)射出去。調(diào)制方式多采用BPSK、DPSK、MPSK等方式。發(fā)出的信號在接收端的本地射頻發(fā)生器接收到信號后立即進(jìn)行解調(diào)，此后再由本地的擴(kuò)頻解調(diào)設(shè)備產(chǎn)生與發(fā)端相同的擴(kuò)頻序列進(jìn)行信號解擴(kuò)，使信號恢復(fù)到原信號進(jìn)行輸出，從而實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。三、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的理論基礎(chǔ)無線通信技術(shù)自發(fā)展以來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展也迅速發(fā)展。發(fā)展至今，人們對其的要求也逐步提高。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)可以把傳輸信號在發(fā)射端用擴(kuò)頻碼進(jìn)行調(diào)制，使得其所占用的頻帶寬度遠(yuǎn)大于傳輸信息所必須的帶寬，再在接收端用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)，以把信號進(jìn)行還原。這樣既節(jié)省了頻率資源，又可使信號安全送達(dá)，保證了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，一次被廣泛應(yīng)用。其理論依據(jù)為該式是香農(nóng)在長期的無線通信研究中總結(jié)出來的公式，稱為香農(nóng)公式。式中，C—信息的傳輸速率（即信道容量，單位b/s）,B—頻帶寬度（單位Hz）,S—信號平均功率（單位W）,N—噪聲平均功率（單位W）,S/N一信噪比。從公式中可以看出,要提高到信號的傳輸速率,可以通過兩種途徑實(shí)現(xiàn)。一種是提高信號傳輸?shù)念l帶寬度,另一種是提高信噪比。該式是柯捷爾尼科夫在其長期研究的潛在抗干擾理論中得出的估算信號傳輸差錯(cuò)概率的公式。式中，Pe—信號差錯(cuò)概率，S/N—信噪比，B/Bm—信號帶寬比。由此可以看出,信號差錯(cuò)概率與信噪比和信號帶寬比兩個(gè)因素有關(guān)。降低信噪比或信號帶寬比均可使信號傳輸?shù)牟铄e(cuò)概率減小。因此，在信噪比一定的情況下其差錯(cuò)概率可通過信號帶寬比的調(diào)整來減小。由這一公式也可以得出直接序列擴(kuò)頻技術(shù)抗干擾的原理。四、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn)4.1抗干擾性強(qiáng)抗干擾性是直接序列擴(kuò)頻技術(shù)之所以發(fā)展的本質(zhì)屬性。該技術(shù)通過擴(kuò)頻序列將要傳輸?shù)男盘柕念l帶進(jìn)行擴(kuò)寬，使得窄帶干擾基本不起作用，而寬帶干擾要想達(dá)到干擾目的必須提高相應(yīng)倍數(shù)的總功率，從而避免了無論是來自窄帶還是寬帶的干擾，保證了傳輸信號的穩(wěn)定性。同時(shí)，由于在發(fā)射端對傳輸信號進(jìn)行了擴(kuò)頻處理，要還原信號必須要在接收端用同樣的擴(kuò)頻序列進(jìn)行解擴(kuò)，在不知道信號擴(kuò)頻碼的情況下是不能進(jìn)行信號還原的，因此這類干擾在擴(kuò)頻技術(shù)下是起不到作用從而保證了傳輸信號的安全性。4.2隱蔽性好由于擴(kuò)頻技術(shù)是把傳輸信號在很寬的頻帶上進(jìn)行擴(kuò)寬，所以單位頻帶上的信號功率很低，幾乎淹沒在了白噪聲之中，很難進(jìn)行捕捉。加之，由于不知道擴(kuò)頻碼序列，很難獲取有用信息，所以這一技術(shù)很好的把信號隱藏了起來，使得別人很難對信號進(jìn)行破壞及獲取。4.3易于實(shí)現(xiàn)碼分多址由于擴(kuò)頻技術(shù)對不同傳輸信號進(jìn)行了不同的擴(kuò)頻碼序列擴(kuò)，在擴(kuò)寬信號頻帶的同時(shí)，由于不同擴(kuò)頻碼之間互不干擾，可以極大地提高頻帶的重復(fù)利用率。同時(shí)，發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)，接收者也可用不同的擴(kuò)頻編碼，接收不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)多址通信。五、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展前景直接序列擴(kuò)頻技術(shù)從發(fā)展之初便不斷進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)不斷變化的需求環(huán)境。但是，其發(fā)展至今仍存在一定的技術(shù)缺陷，如由于信號的帶寬增大使得接收端的信號干擾增多、傳輸速率在一定程度上受限等。對此，必須對這一技術(shù)進(jìn)行不斷地改進(jìn)與完善，以適應(yīng)社會的不斷發(fā)展需求。同時(shí)，伴隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是近幾年投入使用的4G無線移動通信技術(shù)的發(fā)展，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)也必須進(jìn)行不斷地改進(jìn)，如朝著網(wǎng)絡(luò)抗干擾技術(shù)、與其他抗干擾技術(shù)組合應(yīng)用等方向發(fā)展，才能不斷使用當(dāng)代社會對無線通信安全性、及時(shí)性、穩(wěn)定性的嚴(yán)苛要求，保持其在無線通信抗干擾技術(shù)中的地位而不被淘汰。結(jié)語：直接序列擴(kuò)頻技術(shù)是伴隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。日漸復(fù)雜的無線技術(shù)通信環(huán)境和人們?nèi)找鎳?yán)苛的無線通信要求使得無線抗干擾技術(shù)也不斷發(fā)展，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)作為一種主要的無線通信抗干擾技術(shù)之一，從發(fā)展之初起便不斷進(jìn)行發(fā)展與改進(jìn)，從起初的軍事領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到更為廣泛的民用通信領(lǐng)域，并不斷進(jìn)行著改進(jìn)與完善，以適應(yīng)現(xiàn)代社會對信號傳輸穩(wěn)定性、及時(shí)性