數(shù)據(jù)通信技術(shù)課件-第2章(編輯修改稿)
2025-01-18 15:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ctrum） 簡稱擴(kuò)頻 ， 它是一種專為無線傳輸量身訂做的傳輸技術(shù) ， 是近年來發(fā)展很快的技術(shù) 。 擴(kuò)頻技術(shù)最初是針對軍事及情報部門的需求而開發(fā)的 。 它的基本思想是將攜帶信息的信號擴(kuò)展到較寬的頻譜中 ， 用以加大抗干擾及抗竊聽的能力 。 開發(fā)出的第一種 擴(kuò) 頻 技 術(shù) 稱 為 跳 頻 （ F r e q u e n c y Hopping） ， 而最新的一種技術(shù)稱為直接序列擴(kuò)頻 （ Direct Sequence Spread Spectrum， DSSS） 。 ? 2． 擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)一般模型 圖 225給出了擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型 ， 輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號；然后 ， 由偽隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜；展寬后的信號再對載頻進(jìn)行調(diào)制（ 如 PSK， QPSK等 ） ；最后 ， 通過射頻功率放大到天線發(fā)射出去 。 圖 225 擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)一般模型 ? 跳頻 （ FH） 所謂跳頻 （ FH） ， 比較確切地說是用一定的碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控 ， 即用擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行頻移鍵控 ， 使載波頻率不斷地跳變 ， 所以稱為跳頻 。 ? 直接序列擴(kuò)頻 ? 1．直接序列擴(kuò)頻概念 所謂直接序列擴(kuò)頻 （ DS） ， 就是直接用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端去擴(kuò)展信號的頻譜 ， 而在收端 ， 用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò) ， 把展寬的擴(kuò)頻信號還原成原始的信息 。 ? 2．直接序列擴(kuò)頻的主要性能及應(yīng)用 ?（ 1）直接序列擴(kuò)頻的抗干擾性 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)最早應(yīng)用在軍事通信中 ， 作為具有很強(qiáng)抗干擾性的通信手段 。 ?（ 2）直接序列擴(kuò)頻的抗截獲性 理論上分析表明 ， 信號的檢測概率與信號能量和噪聲功率譜密度之比成正比 ，與信號的頻帶寬度成反比 。 ?（ 3）易實現(xiàn)保密通信 上面提到的隱蔽通信不屬于保密通信 ，由于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)是數(shù)字化通信系統(tǒng) ，數(shù)字很容易加密 ， 它不需要很復(fù)雜的設(shè)備 ，只需要簡單的數(shù)字邏輯電路 ， 就能有效地實現(xiàn)保密通信 。 ?（ 4）潛在的抗多徑干擾 在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中利用一定的技術(shù) ， 多徑干擾不但可以克服 ， 而且利用多徑信號進(jìn)行適當(dāng)分集接收 。 ?（ 5）用于測距定時系統(tǒng) 眾所周知 ， 電磁波在空間是以光速傳輸?shù)?， 若測定了電波傳播的時間 ， 也就測定了距離 。 總之 ， 直接擴(kuò)頻技術(shù)的應(yīng)用已從軍用走向民用 ， 在通信領(lǐng)域也越來越受到重視 ，目前擴(kuò)頻技術(shù)不僅用于 CDMA蜂窩通信系統(tǒng) ， 而且在無線局域網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域也已獲得了廣泛的應(yīng)用 。 差錯控制編碼 ? 差錯控制編碼概述 數(shù)據(jù)通信要求信息傳輸有很高的可靠性 ， 也就是對誤碼率有很高的要求 。 ? 1．差錯控制編碼的概念 香農(nóng) （ Shannon） 于 1934年在 “ 通信的數(shù)學(xué)理論 ” 一文中提出了關(guān)于在噪聲信道中傳輸信息的重要定理：只要對信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a即提供足夠的冗余 ， 就可以在不犧牲信息傳輸率的前提下把噪聲信道引起的差錯減少到希望的程度 。 ? 2．差錯類型 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中 ， 引起數(shù)據(jù)信息序列產(chǎn)生的差錯 ， 可以分成以下兩種類型 。 ?（ 1）隨機(jī)性錯誤 ?（ 2）突發(fā)性錯誤 由于實際信道是非常復(fù)雜的 ， 這兩種錯誤類型通常同時存在 。 ? 差錯控制的基本方式 差錯控制的根本目的是發(fā)現(xiàn)傳輸過程中出現(xiàn)的差錯并加以糾正 。 差錯控制的基本工作方式主要基于兩種基本思想：一是通過抗干擾編碼 ， 使得系統(tǒng)接收端譯碼器能發(fā)現(xiàn)錯誤并能準(zhǔn)確地判斷錯誤的位置 ，從而自動糾正它們；二是在系統(tǒng)接收端僅能發(fā)現(xiàn)錯誤 ， 但不知差錯的確切位置 ， 無法自動糾錯 ， 必須通過請求發(fā)送端重發(fā)等方式來達(dá)到糾正錯誤的目的 。 ? 1．前向糾錯（ FEC） 方式 ?（ 1） FEC方式 在圖 230（ a） 所示的通信系統(tǒng)中 ， 發(fā)信者和受信者之間僅有一條單向 （ 正向信道 ） 傳輸線路 。 圖 230 差錯控制編碼的應(yīng)用 ?（ 2） FEC方式的主要特點 ? 接收端自動糾錯 ， 解碼延遲固定 ，采用 FEC方式傳輸系統(tǒng)的實時性好 。 ? 無需反饋信道 ， 能用于單向傳輸 ，特別是適用于單點向多點同時傳送的廣播系統(tǒng) ， 所以 FEC廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星傳送數(shù)據(jù)和現(xiàn)代的數(shù)字移動通信中 。 ? 為了獲得較高的糾錯能力 ， 所采用的糾錯碼通常需要較大的冗余度 （ 即附加的額外編碼位數(shù)多 ） ， 從而使傳輸效率下降 。 ? FEC方式差錯控制規(guī)程簡單 ， 但譯碼設(shè)備實現(xiàn)較復(fù)雜 。 ? 2．檢錯重發(fā)（ ARQ） 方式 ?（ 1） ARQ方式 檢錯重發(fā) （ ARQ） 是數(shù)據(jù)通信中常用的一種差錯控制方式 ， 有時也稱為自動重發(fā)請求 。 ?（ 2） ARQ方式的主要特點 ? ARQ方式
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