词语解释
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)是一种用于无线通信的技术,它通过将信号扩展到比原始信号更宽的频带来提高信号的可靠性。它的原理是将信号分割成多个子载波,然后使用一个称为“直接序列”的掩码将这些子载波加以扩展。这种技术可以大大提高信号的可靠性,并可以有效地抑制外部干扰。 直接序列扩频的应用非常广泛,主要用于无线网络,包括Wi-Fi、蓝牙、无线电话等。它还可以用于安全通信,例如政府机构、军事机构和金融机构等。它还可以用于GPS定位系统,用于定位和导航。 直接序列扩频的优点是,它可以抑制外部干扰,提高信号的可靠性,并可以提高传输速率。它的缺点是,它会消耗大量的带宽,并且可能会增加延迟。 总之,直接序列扩频是一种有效的无线通信技术,可以提高信号的可靠性,抑制外部干扰,提高传输速率,但也会消耗大量的带宽,并可能会增加延迟。它可以用于无线网络、安全通信和GPS定位系统等。 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式,简称直扩方式(DS方式)。就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。 直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制,要传送的数据信息需要经过信道编码后,与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。接受机在收到发射信号后,首先通过伪码同步捕获电路来捕获发送来到伪码精确相位,并由次产生跟发送端的伪码相位完全一致的伪码相位,作为本地解扩信号,以便能够及时恢复出数据信息,完成整个直扩通信系统的信号接收。 直接序列扩频系统的优点 一、抗干扰能力强 扩频解调器实际上是一个相关器,扩频信号通过相关器后能有效地恢复,干扰信号(包括瞄准性窄带干扰和宽带干扰)由于与本地PN码不想关而被相关器抑制掉。 表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益G(Spreading Gain),其定义为扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。G=B2/B1扩频通信中,接收端对接收到的信号做扩频解调,只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成份,而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响,相当于把接收信噪比提高了G倍。考虑到输出端的信噪比和接收系统损耗,可以认为实际的扩频增益带来的信噪比的改善为:M=G-输出端信噪比——系统损耗公式中的M叫做抗干扰容限。在第四章的系统仿真中,我们可以更直观的观察到系统的抗干扰性能。 二、具有强的抗多径干扰能力 无线电波在传播的过程中,除了直接到达接收天线的直射信号外,还会有各种反射体(如大气对流层、建筑物、高山、树木、水面、地面)等引起的反射和折射信号被接收天线接收。反射和折射信号的传播时间比直射信号长,它对直射信号产生的干扰称为多径干扰。多径干扰会造成通信系统的严重衰落甚至无法工作。由扩频序列的自相关函数的特性知道。当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时,相关器输出只为码长的倒数,故被很大程度地抑制掉。直序扩频技术还有一种更先进的接收技术,叫RAKE接收技术,它可以实现多径分集接收,即将各种路径来的信号,包括直接、折射、反射绕射信号解扩后在相位上根据峰值校齐并进行叠加,使信号强度更高,不仅避免了多径干扰还增强了接收信号强度。但是RAKE接收技术的实现比较复杂且昂贵。 三、对其他电台干扰小,抗截获能力强 理论分析表明,信号的检测概率与信号能量与噪声功率谱密度之比成正比,与信号的频带宽度成反比。直扩信号正好具有这两方面的优势,它的功率谱密度很低,单位时间内的能量就很小,同时它的频带很宽。因此,它具有很强的抗截获性。简单的说:由于信息信号经过扩频调制后频谱被大大扩展,使信号的功率谱密度大大降低,接收端接收到的信号谱密度比接收机噪声低,即信号完全淹没在噪声中,这样对其他同频段电台的接收不会形成干扰,信号也就不容易被发现,进一步检测出信号就更难,所以有非常高的隐蔽性,非常适合保密通信,特别适合应用于军事领域的通信。正因为有此特点,FCC规定使用扩频通信机不必申请专用频率。 四、可以同频工作 由于采用相关解扩,所以只要每部通信的解扩码(PN)不同,几部通信机就可以使用同一载频而不会有互相干扰,只是多增加一点背景噪声而已。 五、便于实现多址通信 由于不同的扩频码是正交或接近正交的,彼此相互影响很小,所以可以把不同的扩频码作为用户的地址码,则很容易实现码分多址(CDMA)通信。移动通信系统采用CDMA方式,理论上可以使通信容量比目前的蜂窝式通信容量大。
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式,简称直扩方式(DS方式)。就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。 直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制,要传送的数据信息需要经过信道编码后,与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。接受机在收到发射信号后,首先通过伪码同步捕获电路来捕获发送来到伪码精确相位,并由次产生跟发送端的伪码相位完全一致的伪码相位,作为本地解扩信号,以便能够及时恢复出数据信息,完成整个直扩通信系统的信号接收。 直接序列扩频系统的优点 一、抗干扰能力强 扩频解调器实际上是一个相关器,扩频信号通过相关器后能有效地恢复,干扰信号(包括瞄准性窄带干扰和宽带干扰)由于与本地PN码不想关而被相关器抑制掉。 表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益G(Spreading Gain),其定义为扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。G=B2/B1扩频通信中,接收端对接收到的信号做扩频解调,只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成份,而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响,相当于把接收信噪比提高了G倍。考虑到输出端的信噪比和接收系统损耗,可以认为实际的扩频增益带来的信噪比的改善为:M=G-输出端信噪比——系统损耗公式中的M叫做抗干扰容限。在第四章的系统仿真中,我们可以更直观的观察到系统的抗干扰性能。 二、具有强的抗多径干扰能力 无线电波在传播的过程中,除了直接到达接收天线的直射信号外,还会有各种反射体(如大气对流层、建筑物、高山、树木、水面、地面)等引起的反射和折射信号被接收天线接收。反射和折射信号的传播时间比直射信号长,它对直射信号产生的干扰称为多径干扰。多径干扰会造成通信系统的严重衰落甚至无法工作。由扩频序列的自相关函数的特性知道。当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时,相关器输出只为码长的倒数,故被很大程度地抑制掉。直序扩频技术还有一种更先进的接收技术,叫RAKE接收技术,它可以实现多径分集接收,即将各种路径来的信号,包括直接、折射、反射绕射信号解扩后在相位上根据峰值校齐并进行叠加,使信号强度更高,不仅避免了多径干扰还增强了接收信号强度。但是RAKE接收技术的实现比较复杂且昂贵。 三、对其他电台干扰小,抗截获能力强 理论分析表明,信号的检测概率与信号能量与噪声功率谱密度之比成正比,与信号的频带宽度成反比。直扩信号正好具有这两方面的优势,它的功率谱密度很低,单位时间内的能量就很小,同时它的频带很宽。因此,它具有很强的抗截获性。简单的说:由于信息信号经过扩频调制后频谱被大大扩展,使信号的功率谱密度大大降低,接收端接收到的信号谱密度比接收机噪声低,即信号完全淹没在噪声中,这样对其他同频段电台的接收不会形成干扰,信号也就不容易被发现,进一步检测出信号就更难,所以有非常高的隐蔽性,非常适合保密通信,特别适合应用于军事领域的通信。正因为有此特点,FCC规定使用扩频通信机不必申请专用频率。 四、可以同频工作 由于采用相关解扩,所以只要每部通信的解扩码(PN)不同,几部通信机就可以使用同一载频而不会有互相干扰,只是多增加一点背景噪声而已。 五、便于实现多址通信 由于不同的扩频码是正交或接近正交的,彼此相互影响很小,所以可以把不同的扩频码作为用户的地址码,则很容易实现码分多址(CDMA)通信。移动通信系统采用CDMA方式,理论上可以使通信容量比目前的蜂窝式通信容量大。
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