扩频通信技术的应用及其系统的工作原理

扩频通信技术的应用及其系统的工作原理

　　目前，扩频技术在定位、通信、测距等多个领域中都有应用，这是由于其具有较强的信息保密功能、抗干扰性能以及任意选址等优点，有效地促进了我国通信行业的发展。因此，对扩频通信技术的应用与工作原理的分极有其必要性。
　　1 扩频通信技术
　　扩频通信，是扩展频谱通信（spread spectrum communication）的简称，它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式，通常情况下，我们所涉及到的扩频技术大概有4种类型，在这里简单说明一下：
　　第一种直接序列扩频，是一种最为直接，也是最为简单的扩频技术，简称直扩，英文简称为ds。
　　第二种是跳时（th），主要就是以时间轴为参照，将分成周期性的时帧，每帧内分成许多时片。在运作时，由伪码来进行控制，从而将信号发出，该扩频技术有效地扩展了信号频谱
　　第三种是载波频率跳变扩频，简称跳频（fh），其主要是在伪随机序列的作用和控制下，在一定的频段内快速的跳变，一般而言，其所对应的频带宽度要大于频谱宽度。
　　第四种就是混合扩频，对于这种方式的扩频，主要是由其他几种扩频技术和方式混合应用，如跳频、直扩、跳时的结合；跳时和跳频的混合；跳频与直扩的混合等。
　　2 扩频通信系统的工作原理
　　扩频的原理是用信号来调制扩频码，使得扩频码上载有信号信息，在频谱上实现扩展，最终将原始数据恢复，另外，扩频是为了将信息扩频藏到噪声中，起保密作用，如cdma就是用了扩频技术，最终得到的是伪随即噪声，在这里我们作具体的分析：
　　从本质上讲，扩频通信理论就是建立在香农的信道公式和相关接收理论的基础之上的，具体表达公式如下：
　　c=blog（1+s/n）
　　b-信号带宽，
　　s-为信号的平均功率，
　　n-为噪声功率。
　　根据以上公式分析，我们可以知道，当c为常数时，s/n与b可以进行互换，因此，要想增加信道的容量，可以通过降低信噪比s/n，或者是通过增加信号带宽b来完成，但是要注意的一点就是信道的容量不可以无限制的增加，为此，就需要考虑到信道的极限值：
　　另外，对于最佳相关接收，其本文由论文联盟http://收集整理主要涉及到的参数有频率、振幅、相位等，在系统中，将具有相关性质的信号标记为相关信号，通过混合波行进行时域运算，进行来有效地检测数字通信系统。
　　此外，扩频调制方式，在上面的分析中，我们知道，扩频是建立在随机数列比的伪随机的数列基础上的，由于伪随机序列是用函数生成随机数，所以，其并不是真正的随机，简单来讲，是一种近似于随机的一个简单的随机数产生方法，在系统中，其主要的产生方法如下：
　　x0=345
　　xn=（xn-1*a+b）/c
　　其中a，b，c均为常数，而且对于上式中的每个执行过程而言，系统在执行一次，就可以在一定的时间内生成一个伪随机数，而且还可以在数组中填入若干个数然后顺序取出进行模拟，因此，扩频技术的性能良好，根据当前系统时间，内存值等等用函数就会生成，在这里通过以下图示来具体说明：
　　调解原理图
　　从原理图，可以看出，通过伪随机扩频序列，系统将接收的信号与捕捉到的信号进行准确定位，并且利用pn 码使得窄带信号得以恢复，这样做的好处就是可以比较容易的产生编码信号，易于信息接收的完成，并且用户之间不需要同步，提高系统的可行性。
　　3 扩频通信技术的应用
　　扩频通信可以应用在大距离测距中，因为扩频的抗干扰能力、码分多址能力强、高速可扩展能力强，这是扩频技术最大的优点，到目前为上，主要涉及到两个领域有移动通信系统和抗干扰系统中，其最大的用途就是对现代通信中的信号进行处理，实现了图像的数据传输与处理，提高了网络信息的安全性，并且通过宽带无线信息网络，优化了通信系统结构，目前，新一代的网络技术，如ngn技术和ngi技术也得到有效的发展。
　　在扩频通信过程中，其主要的程序有扩频，调制，带通滤波，解调，解扩，和恢复数据等，在实际应用中，还需要用matlab语言编写的各部分程序，从而保证数据的安全性。与此同时，需要经过频谱搬移进行直接传输，并且在经过频谱搬移后再进行传输，从而来增强信号光的频率，进而从根本上保证所有信道所能传输的频率，在电信网络应用与管理中，扩频技术应用嵌入式系统的设计方式，将多媒体通信技术、网络处理技术以及网络综合服务技术等各项技术融合在一起，降低系统的全带噪声，利用扩频可以提高信噪比，当发送信号经过发端扩频与收端解扩后，就会形成窄带信号，而信道中的噪声只经历收端解扩，如果是部分带噪声，将会变成宽带噪声，噪声的功率谱密度下降了，经过窄带滤波后，噪声功率下降了。
　　另外，对扩频通信中的伪随机码的应用，主要是通过扩频通信，实现信号频率和带宽的有效扩展，而且伪随机码具有很好的加密功能，为此，主要是用于加密使用。在实际应用中，扩频通信要想提高数据传输率，就需要把基带频率提高到很高的频率，加宽频带利用率，使整体数据传输率提高，对于固定频率的信道，传输1bit的数据的速度不会改变。而对带宽提高的体现，是通过高频传输，控制通信网络可以不失真地传输信号的频率范围，那么扩频通信就可以把不失真的传输信号的频率范围提高到很高的频率，达到提高高频利用的目的，这也是扩频通信通信的工作原理，简单来讲，就是提高频率的带宽，使传输单位时间的数据量提高到峰值，并且通过cdma的扩频通信中使用的伪随机码可以换成真正的随机码，使得信息数据更加安全。
　　总之，扩频通信技术的应用，为我国建立高速、双向、实时、集成的通信系统、实现智能电网奠定了良好的基础。
　　4 结论
　　总而言之，扩频通信技术目前已经成为第三通信核心技术，在通信领域中，其抗衰落性、抗干扰性的特点越来越突出，随着科技技术的发展，其发展前景会更加广阔。