当代扩频通讯的原理-理工科技论文科技小论文.doc

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当代扩频通讯的原理-理工科技论文_科技小论文论文摘要：扩频通讯原理特征发展应用论文摘要摘要：扩频通讯是现代通讯系统中新的通讯方式，它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能，频谱利用率高。本文先容了扩频通讯的工作原理、特征、及其发展应用。一、扩频通讯的工作原理在发端输人的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列往调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出往。在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的和发端相同的扩频码序列往相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通讯系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。和一般通讯系统比较，多了扩频调制和解扩部分。扩频通讯应具备如下特征摘要：(1)数字传输方式；(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用和被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的；(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通讯有别于其他通讯的两大特征。二、扩频通讯技术的特征扩频信号是不可猜测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中必须有和宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特征。1．抗干扰性强扩频信号的不可猜测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大功能。扩频通讯系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通讯，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。2.低截获性扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通讯系统截获概率很低。3.抗多路径干扰性能好多路径干扰是电波传播过程中因碰到各种非期看反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收真个这些反射或散射信号和直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通讯。扩频通讯系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通讯中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通讯系统具有良好的抗多径衰落特性。4.保密性好在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声沉没的情况下进行可靠通讯，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了．所以扩频系统可实现隐蔽通讯。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法***通讯，因而扩频系统具有高保密性。5.易于实现码分多址在通讯系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上很多用户可以同时通话而互不干扰。三、扩频技术的发展和应用在过往由于技术的限制，人们一直在走增加信号功率，减少噪声，进步信噪比的道路。即使到了70年代，伪码技术已经出现，但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事．近几年，由于大规模集成电路的发展，几十兆赫兹，甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，扩频通讯获得极其迅速的发展．通讯的发展史又到了一个转折点，由用信噪比换带宽的年代进进了用宽带换信噪比的年代．从最佳通讯系统的角度看扩频通讯．最佳通讯系同一最佳发射机+最佳接收机．几十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射新题目一直没有很好解决，伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机．因此，有了最佳通讯系同一伪码扩频+相关接收这种熟悉，人们就不难猜测扩频通讯的未来远景．从9O年代无线通讯开始步人扩频通讯和自适应通讯的年代．扩频通讯的热浪已经波及短波、超微波、微波通讯和卫星通讯，码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通讯、无绳通讯和个人通讯以及各种无线本地环路，发挥越来越大的功能．接进网是由传统的用户线、用户环路和用户接进系统，逐步发展、演变和升级而形成的．现代电信网络分为3部分摘要：传输网、交换网和接进网．由于接进网发展较晚，往往成为电信发展的“瓶颈”，各国都很重视接进网的发展，因此各类接人技术和系统应运而生．由于ISM(Industry Scientific Medica1)频段的开放性，经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段，而无线扩频技术所使用的频段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM频段，包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段．在无线接人系统中，扩频微波和常规微波相比有着3个明显的优点摘要：抗干扰性强、频点新题目轻易处理、价格比较便宜．而且，扩频微波接进技术相对有线接进技术来说，有本钱低、使用灵活、建设快捷的上风，在接进网中起着不可替换的功能．扩频微波主要应用在以下几个方面．语音接进(点对点)；数据接进；视频接进；多媒体接进；因特网(Internet)接进。四、结语扩频通讯是通讯的一个重要分支和发展方向，是扩频技术和通讯相结合的产物。本文主要论述了扩频通讯的特征、理论可行性及典型的工作方式。扩频通讯的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和平安性等特征，使它的应用迅速从军用扩展到民用通讯中，它的易于实现码分多址的特征，使它能和第三代移动通讯系统完美结合，发展远景极为广阔。参考文献摘要：[1曾兴雯等.扩展频谱通讯及其多址技术[M.西安摘要:西安电子科技大学出版社,2004.[2查光明,熊贤祚.扩频通讯[M.西安摘要:西安电子科技大学出版社,2004.[3吴慎山,万霞,吴东芳.扩频通讯的发展和应用探究[J.河南师范大学学报(自然科学版),2008(5).