扩频通信的定义是什么?扩频通信的应用范围包括哪些?
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以下内容中,小编将对扩频通信的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对扩频通信的了解,和小编一起来看看吧。
一、扩频通信的技术定义是什么
我们知道,传输任何信息都需要一定的带宽,称为信息带宽。例如语音信息的带宽大约为3KHZ~3400KHZ、普通电视图像信息带宽大约为6MHz。为了充分利用频率资源,通常都是尽量压缩传输带宽。如电话是基带传输,人们通常把带宽限制在3400Hz左右。如使用调幅信号传输,因为调制过程中将产生上下两个边带,信号带宽需要达到信息带宽的两倍,而在实际传输中,人们采用压缩限幅技术,把广播语音的带宽限制在大约为2×4500Hz=9KHz左右;采用边带压缩技术,把普通电视信号包括语音信号一起限制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通的调频通信上,人们最大也只把信号带宽放宽到信息带宽的十几倍左右,这些都是采用了窄带通信技术。扩频通信属于宽带通信技术,通常的扩频信号带宽与信息带宽之比将高达几百甚至几千倍。有人要问为什么要这么做?这样是不是太浪费频率资源了?这些问题可以用信息论和抗干扰理论来解释。
扩频通信,即扩展频谱通信技术(Spread Spectrum Communication),它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。除此以外,扩频通信还具有如下特征:
2.1 是一种数字传输方式;
2.2 带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的;
2.3 在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调,还原出被传信息。
二、扩频通信的应用范围
(1)军事通信中的应用
在军事通信中,扩频通信是通信反对抗最重要的技术手段,它广泛应用于各种通信、信息系统,武器系统和C3I(通信、控制、指挥及情报)系统。在地面、海、空战术通信中,通常采用扩频技术来提高通信电台的抗干扰能力,提高抗干扰性能和数字化将是战术电台发展的主流。在海湾战争中,以美国为首的联军使用了采用扩频技术的全球定位系统(GPS)、联合战术信息分发系统(JTIDS)、定位报告系统(PLRS)以及大量的单信道地面与机载系统(SINCGARS)等系统。实践应用充分证明了扩频技术在军事通信系统中的重要性。
(2)移动通信中的应用
在民用通信中,新一代数字蜂房移动通信系统已广泛采用扩频技术,其目的是提高频谱利用率及减少共信道干扰的影响。利用扩频技术的码分多址系统,对每个移动台都分配一个特有的、随机的码序列,且彼此都不相关,以此来区分各个移动台的信号,因此,在一个信道中能容纳更多的用户,其频谱利用率是频分多址通信系统的20倍左右,每一小区容纳的用户数可达2500个。此外,在移动通信中多径效应产生的衰落较为严重,而采用扩展频谱技术可以有效地克服多径效应对移动通信的影响。
(3)卫星通信中的应用
在军事卫星通信中直接序列扩频技术和跳频技术已经得到了广泛应用。由于扩频码分多址系统组网灵活,以及当网内同时工作的用户数增多并超过设计的载荷时,具有承受过载的能力,所以在民用卫星通信中也得到了应用。民用卫星通信采用扩频码分多址技术和伪随机序列直接扩展频谱的方法,对信号进行能量扩散,以减少卫星系统的干扰。
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