-
擴頻調製
鎖定
擴頻通信技術是一種信息傳輸方式，其信號所佔有的頻帶寬度遠大於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，用編碼及調製的方法來實現的，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”。
- 中文名
- 擴頻調製
- 外文名
- spread spectrum modulation, SSM
- 定 義
- 一種信息傳輸方式
- 應用學科
- 通信術語，移動通信系統
擴頻調製定義
擴頻調製分類
按結構和調製方式，大體分為以下幾類：
（1）直接序列擴頻（DS-SS—— Direct-sequence/spread spectrum）幷包括CDMA（碼分多址）
（2）跳頻（FH——Frequency-Hop），幷包括慢跳頻（SFH）CDMA和快跳頻（FFH）系統（3）載波意義上的多址（CSMA）擴頻
（4）時跳擴頻（TH——Time-Hop）
（5）線性調頻（鳥聲信號——bird-sound）
（6）混和擴頻方式
擴頻調製方式
主要包括直接序列擴頻（DS或DS-SS）、跳頻擴頻（FH）。擴頻通信可實現多用户同時共享公用信道來傳輸信息——此種技術稱作碼分多址（CDMA）。
從系統構成看，與一般數字調製系統的不同，只是在發送與接收端均增加了一個偽隨機碼（PN碼）發生器與調制解調器，通過接口相連。PN序列的不同的碼模式，作為不同接收用户地址碼，與發送信碼序列以某種方式結合（一般是模2加法），去控制載波參量完成調製（與解調）。在傳輸信息之前，首先起動PN序列，並構成在有干擾環境下的收發兩端PN碼同步，即能夠使所需接收信息的用户可靠識別其載有信息的PN碼。
在傳輸過程中，信道介入噪聲和各種干擾，包括有意干擾。受擾程度的大小主要取決於干擾源類型，如與擴頻信號（帶有信息）帶寬相比擬的寬帶干擾或窄帶干擾，連續型或脈衝（非連續）干擾等形式。一般地，干擾台多半是在發射信號頻帶內介入一個或更多的正弦波干擾，它們可能是固定單頻或隨時間按某種函數規則不斷改變頻率。例如，在CDMA系統中，其它信道用户串擾可能是寬帶或窄帶系統，這取決於產生多址所使用的SS信號類型。如果是寬帶，則可以由加性高斯白噪聲來等效特徵。
[1]
擴頻調製工作原理
圖2-31所示為擴頻通信系統的結構圖，從圖中可以看出，輸入數字信號
首先經過信息調製（如PSK調製），獲得窄帶已調信號
，然後
與高速的偽隨機序列（PN碼）
進行調製，此時輸出信號
的帶寬將遠大於傳輸信息的頻譜寬度，因此稱此過程為擴頻。其後將
信號送至上變頻（U/C）器中，將其轉換成射頻信號進行發射。
在接收端，將接收下來的射頻信號送至下變頻（D/C）器，其輸出為中頻信號
，此信號中夾雜着干擾和噪聲信號，此時將此中頻信號與和發射端
PN碼序列相同的本地
進行擴頻解調，得到窄帶
信號，當它經過信息解調器之後，將恢復出原數字信號
。從圖中可以看出，與發射端
PN碼序列不相同的中頻信號或干擾信號仍佔據整個擴頻頻帶，這樣總有部分頻率分量會落到經擴頻解調後有用信號所佔據的頻帶之中，因此CDMA移動通信系統是一個自干擾系統。這種干擾稱為多址干擾。
擴頻調製抗干擾能力
擴頻特性與所使用的編碼序列碼型及速率有關。人們通常採用偽隨機序列PN作為擴頻系統的編碼序列，這樣可以獲得近似於噪聲的頻譜特性，那麼在接收端便可利用同步PN碼序列的相關性進行相關的解擴處理，只將有用數字信號轉換為窄帶基帶信號，而由於寬帶無用信號與本地偽碼不相關，因而不能被解擴，仍為寬帶信號。但窄帶無用信號卻被本地偽碼擴展成為寬帶譜，而且在寬帶譜中功率密度變小。總之，無用信號具有寬帶譜，而有用信號此刻則呈現窄帶譜，這樣利用窄帶濾波器便可以去除帶外干擾，使得帶內信號電平高於干擾電平，從而使帶內信噪比大大提高，這樣系統的抗干擾能力得到提高。如果擴展帶寬與信息帶寬的比值越大，則系統的抗干擾能力就越強。由此可見，系統抗干擾性能取決於偽隨機序列的性質。
擴頻調製主要特點
擴頻信號具有隱蔽性。擴頻信號的頻譜被擴展到很寬的頻帶內，相對而言，其功率譜密度也隨之下降，難以檢測，因而擴頻信號具有隱蔽性。
擴頻信號具有保密性。擴頻信號受特定偽隨機序列控制，接收者如不能按此偽隨機序列的規律進行解擴，就不能恢復出信號中所傳的信息，因而擴頻信號具有保密性。
擴頻信號具有很強的抗干擾能力。
提高系統容量。在擴頻系統中，由於使用多個偽隨機序列作為不同用户的地址碼，這樣不同的用户就可以共用一個頻段來實現碼分多址通信。當碼分多址技術運用於蜂窩式移動通信網中時，便可獲得比其他多址方式更高一些的通信容量。
