📜  扩频调制

📅  最后修改于: 2020-11-23 04:55:45             🧑  作者: Mango


在发送信号以提供安全通信之前,采用了一类信令技术,称为扩频调制。扩频通信技术的主要优点是可以防止“干扰”,无论是有意还是无意。

用这些技术调制的信号很难干扰并且不会被干扰。没有官方访问权限的入侵者决不能破解它们。因此,这些技术被用于军事目的。这些扩频信号以低功率密度发射,并具有较宽的信号扩展范围。

伪噪声序列

具有一定自相关特性的1s和0s编码序列被称为伪噪声编码序列,用于扩频技术。它是最大长度的序列,是一种循环代码。

窄带信号

窄带信号的信号强度集中在下图的频谱中。

窄带信号

这是窄带信号的特征-

  • 信号频带占用窄范围的频率。
  • 功率密度高。
  • 能量扩散低且集中。

尽管功能不错,但这些信号容易受到干扰。

扩频信号

扩展频谱信号具有如下频谱图中所示的信号强度分布。

扩频信号

这是扩频信号的特征-

  • 信号频带占用很宽的频率范围。
  • 功率密度很低。
  • 能源是广泛的。

具有这些功能,扩频信号具有很高的抗干扰或抗干扰能力。由于多个用户可以共享相同的扩频带宽而不互相干扰,因此可以将这些称为多址技术

扩频多址技术使用的信号的传输带宽的幅度大于最小所需的RF带宽。

扩频信号可以分为两类-

  • 跳频扩频(FHSS)
  • 直接序列扩频(DSSS)

跳频扩频

这是跳频技术,用户可以在指定的时间间隔内将使用频率从一个频率更改为另一个频率,因此称为跳频

例如,在特定时间段内将频率分配给发送方1。现在,过了一会儿,发送方1跳到另一个频率,而发送方2使用了先前由sender1使用的第一个频率。这称为频率重用

数据的频率从一个跳到另一个,以提供安全的传输。每个跳频所花费的时间称为停顿时间

直接序列扩频

每当用户想要使用此DSSS技术发送数据时,用户数据的每一位都将与一个秘密码(称为芯片码)相乘。该碎片代码不过是与原始消息相乘并发送的扩展代码。接收者使用相同的代码来检索原始消息。

该DSSS也被称为码分多址(CDMA)

FHSS与DSSS / CDMA的比较

两种扩频技术因其特性而广受欢迎。为了有一个清晰的了解,让我们看一下它们的比较。

FHSS DSSS/CDMA
Multiple frequencies are used Single frequency is used
Hard to find the user’s frequency at any instant of time User frequency, once allotted is always the same
Frequency reuse is allowed Frequency reuse is not allowed
The sender need not wait The sender has to wait if the spectrum is busy
Power strength of the signal is high Power strength of the signal is low
It is stronger and penetrates through the obstacles It is weaker compared to FHSS
It is never affected by interference It can be affected by interference
It is cheaper It is expensive
This is the mostly used technique This technique is not frequently used

扩频的优势

以下是扩频的优点。

  • 串扰消除
  • 具有数据完整性的更好输出
  • 减少多径衰落的影响
  • 更好的安全性
  • 减少噪音
  • 与其他系统共存
  • 手术距离更长
  • 难以发现
  • 难以解调/解码
  • 难以阻塞信号

尽管扩频技术最初是为军事用途而设计的,但现在已广泛用作商业用途。