扩频通信的在当今无线通信中都扮演着什么角色_市场分析_新闻动态

扩频通信的在当今无线通信中都扮演着什么角色

阅读：573 发布时间：06-08

我们都知道，信号传输通常是依赖于各种调制方式实现的。传统通信系统主要采用的是窄带调制方案，在这类系统中，发射信号中的所有功率都被限制在频率带宽的非常窄的那一部分。由于这些窄频率的存在，发射频率处或其附近可能会产生干扰，从而导致信号无法恢复。

扩频通信的在当今无线通信中都扮演着什么角色

第一种窄带调制方案是幅度调制，其载波信号幅度是由要传输的信号来决定的。第二种窄带调制方式是频率调制，其载波频率的相位根据发送的信号进行调整。窄带调制方案并非唯一可用的方法，还可以通过在更大的频率范围上分布更低的功率来实现限定的频谱功率密度，此类方案称之为扩频通信技术。扩频是过去 50 年发展起来的一类调制技术，起初是由 Hedy Lamarr和George Antheil于1941 年提出。

扩频通信，全称扩展频谱通信，是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的小带宽；其次，传输带宽是由与传输的信息本身无关的某些函数来确定的。频带的扩展是通过一个独立的码序列（一般是伪随机码）来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。

大多数商用扩频系统传输的射频信号带宽比发送的信息带宽大1至2个数量级。宽带信号有很多优势，例如，由于扩频信号在较大的带宽上传播，因此它可以与窄带信号共存，而在给定频谱片段中相当于只会稍稍增加噪声。而且即使扩频接收机检测到窄带信号，它也不会识别该信号，因为它没有以正确的码序列发送。

扩频系统一般分为以下几种扩频方式！

1.直接序列扩频(Direct-Sequence Spread Spectrum, 简称DS)由于实现形式简单，是当前流行的扩频形式之一，它采用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。直接序列扩频信号由于将信息信号扩展成很宽的频带，它的功率频谱密度比噪声还要低，使它能隐蔽在噪声之中，不容易被检测出来。对于干扰信号，收信机的码序列将对它进行非相关处理，使干扰电平显著下降而被抑制。这种方式运用普遍，成为行业领域研究的热点。

在这种调制形式中，伪随机噪声发生器产生高速伪噪声码序列。此序列以更大比特率进行传输，并称之为码片速率。伪随机码序列用于直接调制窄带载波信号，因此它可以直接设置发射的射频带宽。码片速率与所扩展的信息直接相关。在接收端通过将所接收到的信号乘以伪随机码序列的本地生成版本来解调信号。

2.跳频扩频(Frequency-Hopping Spread Spectrum，FHSS)，也作为常用的扩频形式，所谓跳频，比较确切的意思是：用一定码序列进行选择的多频率频移键控。也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变，所以称为跳频。频率跳变系统有称为"多频、码选、频移键控"系统，主要由码产生器和频率合成器两部分组成。一般选取的频率数为十几个至几百个，频率跳变的速率为10～105跳/秒。信号在许多随机选取的频率上迅速跳频，可以避开跟踪干扰或有干扰的频率点。

3.跳时扩频（TimeHopping），与跳频相似，跳时是使发射信号在时间轴上跳变。首先把时间轴分成许多时片。在一帧内哪个时片发射信号由扩频码序列去进行控制。可以把跳时理解为：用一定码序列进行选择的多时片的时移键控。跳时扩频系统主要通过扩频码控制发射机的通断，可以减少时分复用系统之间的干扰。

4.宽带线性调频，简称Chirp（ChirpModulation）：如果发射的射频脉冲信号在一个周期内，其载频的频率作线性变化，则称为线性调频。因为其频率在较宽的领带内变化，信号的频带也被展宽了。这种扩频调制方式主要用在雷达中，但在通信中也有应用。

5.混合扩频，结合以上几种基本扩频系统的优缺点，根据实际情况，单独系统有啥难以满足，而集中扩频方法结合构成了混合扩频系统在实际情况下反而更加优异，常见的有FH/DS、TH/DS、FH/TH等。

由于扩频通信大大扩展信号的频谱，发送端用扩频码序列进行扩频调制，以及在接收端用相关解调技术，使其具有许多窄带通信难以替代的优良性能，在民用领域，应用到更多的公用及专用通信中，具有易于重复使用,提高无线频谱利用率,抗干扰性强，误码率低,隐蔽性好，对各种窄带通信系统的干扰很小,可以实现码分多址,抗多径干扰,能精确地定时和测距,适合数字话音和数据传输，以及开展多种通信业务,安装简便，易于维护等特点，从上世纪80年代开始，在军事领域得到广泛的关注，应用范围覆盖军事通信、移动民用通信、卫星通信、测距定位等。

无论是军用还是民用，扩频通信都表现出其重要的地位，在未来的军事通信电子对抗（ECM）与反对抗（ECCM）中都扮演者着很重要的角色，民用通信中，无论数字蜂房移动通信、个人通信网（PCN）、烟火匪情等还是报警及公安隐蔽通信、体育竞赛与证券交易通信、数字立体声广播与业余无线电通信等，扩频通信都以独特的身份参与其中，未来，扩频通信将成为城市无线通信基本的一种手段，不断成熟发展，为人类社会做出更大的贡献。

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