【精品】擴(kuò)頻技術(shù)的研究.doc

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1、擴(kuò)頻調(diào)制(SS)技術(shù)的研究扌商要環(huán)顧我們?nèi)缃裆畹牡厍?，是什么使我們?shí)現(xiàn)全世界范圍內(nèi)的的信息交流和無(wú)障礙溝通，是日益發(fā)達(dá)和完善的通信技術(shù)。而這些技術(shù)又設(shè)計(jì)了--系列的通信系統(tǒng)，那么設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)i個(gè)通信系統(tǒng)的主要性能是指標(biāo)又是什么？沒(méi)錯(cuò)，是有效性和可靠性。近年來(lái)，擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)，乂稱擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，是發(fā)展非常迅速的一種技術(shù)。由于其本身很強(qiáng)的抗干擾能力和可靠性，將其用于無(wú)線局域網(wǎng)屮，使系統(tǒng)的各項(xiàng)性能得到改善，已成為無(wú)線局域網(wǎng)屮不可缺少的一種技術(shù)。它不僅在軍事通信屮發(fā)揮出了不可取代的優(yōu)勢(shì)，而且廣泛地滲透到了通信的各個(gè)方面,如衛(wèi)星通信、移

2、動(dòng)通信、微波通信、無(wú)線定位系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)、全球個(gè)人通信等。同吋，擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的理論和應(yīng)用發(fā)展也得以非常迅速的發(fā)展。主要觀點(diǎn)1:擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的分類：(1)直接序列擴(kuò)展頻譜技術(shù)(DS-SS)(2)1.2.2跳頻擴(kuò)頻通信技術(shù)(FH-SS)(3)跳吋擴(kuò)頻通信技術(shù)TH-SS)(4)線性脈沖調(diào)頻技術(shù)(Chirp)(5)混合擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)2：擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)：(1)抗干擾性能好。(2)保密性能好，信息隱蔽以防竊取。(3)高分辨率測(cè)距。(4)頻譜密度低，對(duì)其它通信技術(shù)的干擾小。(5)選擇性尋址能力強(qiáng)，可用碼分多址方式來(lái)組成多址通信網(wǎng)。1.

3、1擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的概念我們知道，頻譜是電信號(hào)的頻域描述。承載各種信息(如語(yǔ)音、圖象、數(shù)據(jù)等)的信號(hào)一般都是以時(shí)域來(lái)表示的，即表示為一個(gè)時(shí)間的函數(shù)/(/)O信號(hào)的時(shí)域表示式/(/)可以用傅立葉變換得到其頻域表示式F(/).o頻域和時(shí)域的關(guān)系由(1?1)確定：尸(/)=匸f⑴嚴(yán)dt/(')=匸(1-1)函數(shù)/⑴的傅立葉變換存在的充分條件是/⑴滿足狄里赫萊(Dirichlet)條件，或在區(qū)間(Q,+◎絕對(duì)可積，即f必須為有限值。擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)是指待傳輸信憶的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)(與待傳輸?shù)男畔⒋a無(wú)關(guān))擴(kuò)展后成為寬頻帶信號(hào)，送入信道屮傳

4、輸，再利用相應(yīng)的手段將其壓縮，從而獲取傳輸信息的通信技術(shù)。也就是說(shuō)在傳輸同樣信息時(shí)所需要的射頻帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)被傳輸信息所必需的最小的帶寬。擴(kuò)頻后射頻信號(hào)的帶寬至少是信息帶寬的幾十倍、幾百倍甚至幾萬(wàn)倍。信息已不再是決定射頻信號(hào)帶寬的一個(gè)重要因素，射頻信號(hào)的帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)來(lái)決定。由上述可見(jiàn)，擴(kuò)頻通信技術(shù)有以下兩-個(gè)特點(diǎn)：(1)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被傳輸?shù)脑夹畔⑿盘?hào)的帶寬；(2)傳輸信號(hào)的帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)決定，此擴(kuò)頻函數(shù)通常是偽隨機(jī)(偽噪聲)編碼信號(hào)。⑴科頻通信技術(shù)由于在發(fā)端擴(kuò)展了信號(hào)頻譜，在收端解擴(kuò)后恢復(fù)了所傳信息，這一處

5、理過(guò)程帶來(lái)了信噪比上的好處，即接收機(jī)輸出的信噪比相對(duì)于輸入的信噪比大有改善，從血提高了技術(shù)的抗干擾能力。因此可以用輸出信噪比與輸入信噪比二者Z比來(lái)表征擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力。理論分析表明，各種擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力大體上都與擴(kuò)頻信號(hào)帶寬〃與信息帶寬勵(lì)之比成正比。工程上常以分貝(物表示，即[2]G廠101g#(1-2)1?2擴(kuò)頻通信技術(shù)的分類嘰擴(kuò)頻通信技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題是在發(fā)信機(jī)部分如何產(chǎn)生寬帶的擴(kuò)頻信號(hào)，在收信機(jī)部分如何解調(diào)擴(kuò)頻信號(hào)。根據(jù)通信技術(shù)產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào)的方式，可以分為下列幾種。1.2.1直接序列擴(kuò)展頻譜技術(shù)(DS-SS)去直接控制

6、射頻信號(hào)的某個(gè)參量，來(lái)擴(kuò)展傳輸信號(hào)的帶寬。用于擴(kuò)展頻譜的偽隨機(jī)序列稱為擴(kuò)頻碼序列。直接序列擴(kuò)展頻譜的簡(jiǎn)化方框圖參見(jiàn)圖l-lo在直接序列擴(kuò)頻技術(shù)屮，通常對(duì)載波進(jìn)行相移鍵控調(diào)制。為了節(jié)約發(fā)射功率和提高發(fā)射機(jī)的工作效率，擴(kuò)頻通信技術(shù)常采用平衡調(diào)制器。抑制載波的平衡調(diào)制對(duì)提高擴(kuò)頻信號(hào)的抗偵破能力也有利。在發(fā)信機(jī)端，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)與偽隨機(jī)碼（擴(kuò)頻碼）波形相乘（或與偽隨機(jī)碼序列模2和），形成的復(fù)合碼對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，然后由天線發(fā)射出去。在收信機(jī)端，要產(chǎn)生一個(gè)和發(fā)信機(jī)屮的偽隨機(jī)碼同步的本地偽隨機(jī)碼，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，解擴(kuò)后的信號(hào)送到解調(diào)器解

7、調(diào)，恢復(fù)出傳送的信息。⑶1.2.2跳頻擴(kuò)頻通信技術(shù)（FH-SS）數(shù)據(jù)圖1-2頻率跳變擴(kuò)頻技術(shù)簡(jiǎn)化方框圖跳頻擴(kuò)展頻譜技術(shù)是用二進(jìn)制偽隨機(jī)碼序列去離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號(hào)的頻率隨偽隨機(jī)碼的變化而跳變。跳變技術(shù)可供隨機(jī)選取的頻率數(shù)通常是幾千到才。個(gè)離散頻率。每次移頻是根據(jù)偽隨機(jī)碼決定的。頻率跳變擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的簡(jiǎn)化方框圖參見(jiàn)圖l-2o頻率跳變擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)主要由偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器和頻率合成器兩部分組成。快速響應(yīng)的頻率合成器是頻率跳變擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的關(guān)鍵部件。頻率跳變擴(kuò)頻通信技術(shù)屮，發(fā)信機(jī)的發(fā)射頻率，在一個(gè)預(yù)定的

8、頻率集內(nèi)由偽隨機(jī)碼序列控制頻率合成器（偽）隨機(jī)的由一個(gè)跳到另一個(gè)。收信機(jī)屮的頻率合成器也按照相同的順序跳變，產(chǎn)生一個(gè)和發(fā)射頻率只差一個(gè)屮頻的本振頻率，經(jīng)混頻后得到一個(gè)頻率固定的屮頻信號(hào)。這一小頻信號(hào)經(jīng)放人后送到解調(diào)器解調(diào)，恢復(fù)出傳輸?shù)男畔?。[4]在頻率跳爰擴(kuò)頻通