擴頻通信技術在發端以擴頻編碼進行擴頻調制,在收端以相關解調技術收信息,這一過程使其具有諸多優良特性。擴頻通信技術是一種信息傳輸方式,其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬;頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成,用編碼及調制的方法來實現的,與所傳信息數據無關;在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據。
擴頻通信技術在發送端以擴頻編碼進行擴頻調制,在收端以相關解調技術收信。由于擴頻通信要用擴頻編碼進行擴頻調制發送,而信號接收需要用相同的擴頻編碼之間的相關解擴才能得到,這就給頻率復用和多址通信提供了基礎。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關特性,分配給不同用戶不同的擴頻編碼,可以區別不同的用戶的信號,并且不受其他用戶的干擾,實現頻率復用。接下來,詳細為你說下擴頻通信包括哪些內容 擴頻通信的優點有哪些?
1.擴頻通信包括哪些內容
擴展頻譜通信,簡稱擴頻通信,是一種信息傳輸方式,其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬;頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列(一般是偽隨機碼)來完成,用編碼及調制的方法來實現的,與所傳信息數據無關;在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據。
2.擴頻通信的優點有哪些
采用擴頻技術的通信系統具有以下優點:
(1)抗干擾性能好,它具有極強的抗人為寬帶干擾、窄帶瞄準式干擾、中繼轉發式干擾的能力,有利于電子反抗。如果再采用自適應對消、自適應天線、自適應濾波,可以使多徑干擾消除,這對軍用和民用移動通信是很有利的。
(2)隱蔽性強、干擾小,因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,難以發現信號的存在,再加上擴頻編碼,就更難拾取有用信號。擴頻通信技術把被傳送的信號帶寬展寬,從而降低了系統在單位頻寬內的電波“通量密度”,這對空間通信大有好處。
(3)易于實現碼分多址,擴頻通信占用寬帶頻譜資源,改善了抗干擾能力,提高了頻帶的利用率。
3.擴頻概念及原理
擴頻通信(SSC),即擴展頻譜通信技術(SpreadSpectrumCommunication),它的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬。增加信號帶寬可以降低對信噪比的要求,當帶寬增加到一定程度,允許信噪比進一步降低。擴頻通信就是用寬帶傳輸技術來換取信噪比上的好處,這就是擴頻通信的基本思想和理論依據。
擴頻技術即是將信息信號的帶寬擴展很多倍進行通信的技術。傳輸信號帶寬遠大于信息信號的帶寬。例如,傳輸一個64Kbps 的數據流,其基帶帶寬只有64KHz 左右,但用擴頻技術傳送時,它所占據的信道帶寬可以被擴展到5MHz,10MHz,甚至更大。與此同時,發射到空間的無線電功率譜(單位帶寬內具有的功率),也將大大地降低。
常規的數字數據通信原理是使用與數據速率相適應的盡可能小的帶寬。這是因為帶寬數是有限的,而且有很多的用戶要分享。擴頻通信的原理是盡可能使用最大帶寬數,同樣的能量在一個大的帶寬上傳播。這里擴頻帶寬的很小部分與常規無線信號相干擾,但常規無線信號不影響擴頻信號,這是因為兩者相比常規信號帶寬很窄。
擴頻通信,即擴展頻譜通信技術(Spread Spectrum Communication),它的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬。除此以外,擴頻通信還具有如下特征:
擴頻通信是一種數字傳輸方式,帶寬的展寬是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息進行調制實現的,在接收端使用相同的擴頻函數對擴頻信號進行相關解調,還原出被傳信息。
4.傳輸速率和原理
傳輸速率是系統設計中一個關鍵的可變因素,它將決定整個系統整體性能的很多屬性。無線傳輸距離由接收機靈敏度和發射機輸出功率共同決定,兩者之間的差值我們稱之為鏈路預算。輸出功率受限于標準規范,所以只有通過提高靈敏度來增加距離,而靈敏度又受數據速率非常重要的影響。
對所有的調制方式來說,越低的速率,接收機的帶寬越窄,接收靈敏度就越高。在現今高性價比無線收發機中應用最廣泛的調制方式是FSK 或者GFSK。要進一步減小FSK 系統的接收機帶寬,唯一可行的辦法就是提高參考晶體的精確度。雖未經檢驗過但可以預見,這很容易就會產生比接收機帶寬更寬的頻率偏差。低成本的晶體一般只有20ppm 的精度,這將限制使用載波頻率為868MHz 或915MHz 系統的最大數據傳輸速率在20kbps,靈敏度在-112dBm。使用溫補晶振可以獲得更高的靈敏度,但是溫補晶振的價錢將是普通晶體的三倍。
擴頻調制方式在其他領域應用了很多年,之前未使用于低成本的傳感網絡方案。在等同的數據速率條件下,商用的低成本擴頻調制方式可以獲得比傳統FSK 調制方式高8-10dB 的靈敏度。升特(Semtech)公司將推出一款新的收發機,這款收發機集成了一種名為LoRa 的擴頻調制方式和傳統的GFSK 調制方式。圖中展示了在GFSK 調制和LoRa 擴頻調制兩種系統中靈敏度相對數據速率的關系曲線。