百科解釋
直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式,簡稱直擴(kuò)方式(DS方式)。就是用高速率的擴(kuò)頻序列在發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)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(hào)還原成原來的信號(hào)。 直接序列擴(kuò)頻方式是直接用偽噪聲序列對載波進(jìn)行調(diào)制,要傳送的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過信道編碼后,與偽噪聲序列進(jìn)行模2和生成復(fù)合碼去調(diào)制載波。接受機(jī)在收到發(fā)射信號(hào)后,首先通過偽碼同步捕獲電路來捕獲發(fā)送來到偽碼精確相位,并由次產(chǎn)生跟發(fā)送端的偽碼相位完全一致的偽碼相位,作為本地解擴(kuò)信號(hào),以便能夠及時(shí)恢復(fù)出數(shù)據(jù)信息,完成整個(gè)直擴(kuò)通信系統(tǒng)的信號(hào)接收。 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 一、抗干擾能力強(qiáng) 擴(kuò)頻解調(diào)器實(shí)際上是一個(gè)相關(guān)器,擴(kuò)頻信號(hào)通過相關(guān)器后能有效地恢復(fù),干擾信號(hào)(包括瞄準(zhǔn)性窄帶干擾和寬帶干擾)由于與本地PN碼不想關(guān)而被相關(guān)器抑制掉。 表示擴(kuò)頻通信特性的一個(gè)重要參數(shù)是擴(kuò)頻增益G(Spreading Gain),其定義為擴(kuò)頻前的信號(hào)帶寬B1與擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬B2之比。G=B2/B1擴(kuò)頻通信中,接收端對接收到的信號(hào)做擴(kuò)頻解調(diào),只提取擴(kuò)頻編碼相關(guān)處理后帶寬為B1的信號(hào)成份,而排除了擴(kuò)展到寬帶B2中的干擾、噪聲和其他用戶通信的影響,相當(dāng)于把接收信噪比提高了G倍?紤]到輸出端的信噪比和接收系統(tǒng)損耗,可以認(rèn)為實(shí)際的擴(kuò)頻增益帶來的信噪比的改善為:M=G-輸出端信噪比——系統(tǒng)損耗公式中的M叫做抗干擾容限。在第四章的系統(tǒng)仿真中,我們可以更直觀的觀察到系統(tǒng)的抗干擾性能。 二、具有強(qiáng)的抗多徑干擾能力 無線電波在傳播的過程中,除了直接到達(dá)接收天線的直射信號(hào)外,還會(huì)有各種反射體(如大氣對流層、建筑物、高山、樹木、水面、地面)等引起的反射和折射信號(hào)被接收天線接收。反射和折射信號(hào)的傳播時(shí)間比直射信號(hào)長,它對直射信號(hào)產(chǎn)生的干擾稱為多徑干擾。多徑干擾會(huì)造成通信系統(tǒng)的嚴(yán)重衰落甚至無法工作。由擴(kuò)頻序列的自相關(guān)函數(shù)的特性知道。當(dāng)兩個(gè)接收信號(hào)序列相對時(shí)間超過碼元寬度時(shí),相關(guān)器輸出只為碼長的倒數(shù),故被很大程度地抑制掉。直序擴(kuò)頻技術(shù)還有一種更先進(jìn)的接收技術(shù),叫RAKE接收技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)多徑分集接收,即將各種路徑來的信號(hào),包括直接、折射、反射繞射信號(hào)解擴(kuò)后在相位上根據(jù)峰值校齊并進(jìn)行疊加,使信號(hào)強(qiáng)度更高,不僅避免了多徑干擾還增強(qiáng)了接收信號(hào)強(qiáng)度。但是RAKE接收技術(shù)的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜且昂貴。 三、對其他電臺(tái)干擾小,抗截獲能力強(qiáng) 理論分析表明,信號(hào)的檢測概率與信號(hào)能量與噪聲功率譜密度之比成正比,與信號(hào)的頻帶寬度成反比。直擴(kuò)信號(hào)正好具有這兩方面的優(yōu)勢,它的功率譜密度很低,單位時(shí)間內(nèi)的能量就很小,同時(shí)它的頻帶很寬。因此,它具有很強(qiáng)的抗截獲性。簡單的說:由于信息信號(hào)經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制后頻譜被大大擴(kuò)展,使信號(hào)的功率譜密度大大降低,接收端接收到的信號(hào)譜密度比接收機(jī)噪聲低,即信號(hào)完全淹沒在噪聲中,這樣對其他同頻段電臺(tái)的接收不會(huì)形成干擾,信號(hào)也就不容易被發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步檢測出信號(hào)就更難,所以有非常高的隱蔽性,非常適合保密通信,特別適合應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的通信。正因?yàn)橛写颂攸c(diǎn),F(xiàn)CC規(guī)定使用擴(kuò)頻通信機(jī)不必申請專用頻率。 四、可以同頻工作 由于采用相關(guān)解擴(kuò),所以只要每部通信的解擴(kuò)碼(PN)不同,幾部通信機(jī)就可以使用同一載頻而不會(huì)有互相干擾,只是多增加一點(diǎn)背景噪聲而已。 五、便于實(shí)現(xiàn)多址通信 由于不同的擴(kuò)頻碼是正交或接近正交的,彼此相互影響很小,所以可以把不同的擴(kuò)頻碼作為用戶的地址碼,則很容易實(shí)現(xiàn)碼分多址(CDMA)通信。移動(dòng)通信系統(tǒng)采用CDMA方式,理論上可以使通信容量比目前的蜂窩式通信容量大。
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