【導(dǎo)讀】Abstract:. 1. Laboratory,MagnavoxGovernment&Ind

　　

【正文】 魚雷 ， 讓 敵人 很難 來檢測或 干擾 。該專利來 自 五 零 年代 ITT 公司 和其他私人公司開始時(shí)發(fā) 展 碼分多址 (CDMA)，一個(gè)民間形式擴(kuò)頻， 盡管拉馬爾 專利有沒 對(duì) 后續(xù)技術(shù)有直接影響。它其實(shí)是在 麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室 、 樂華 政府和電子工業(yè)公司、國際電話電報(bào)公司 及 萬年 電子系統(tǒng) 導(dǎo) 致早期擴(kuò)頻技術(shù)在 20世紀(jì) 50年代的長期軍事研究。雷達(dá)系統(tǒng)的并行研究和一個(gè)稱為 “ 相位編碼 ” 的技術(shù)類似概念對(duì)擴(kuò)頻發(fā)展造成影響。 擴(kuò)頻通信 這是一種在其（ 電信 ）信號(hào)傳輸一個(gè) 帶寬 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 多于原始信息的 頻率 內(nèi)容 的 技術(shù)。 擴(kuò)頻通信是構(gòu)建技術(shù)，它采用直接序列、 調(diào)頻 ，或多個(gè)訪問 /多 種功能 可用這些 的混合信號(hào)。 這種技術(shù)減少了對(duì)其他接收機(jī)的潛在干擾，同時(shí)實(shí)現(xiàn)隱私。 擴(kuò)頻通常會(huì)使用 噪聲 的連續(xù) 的 信號(hào)傳播結(jié)構(gòu)，通常 使用 窄帶 上的信息信號(hào) 分散 一個(gè)相對(duì) 寬帶 （單選）的 波段的頻率。 接收器 接收信號(hào)的相關(guān)性檢索 原始 的 信息信號(hào)。 要么努力抵御敵人的通信干擾（防堵塞，或簡稱 AJ），或隱瞞事實(shí)，溝通，甚至發(fā)生，有時(shí)也稱為低截獲概率（ LPI）的 。 跳頻擴(kuò)頻 (FHSS)， 直接序列擴(kuò)頻 （ DSSS）、 時(shí)間跳頻擴(kuò)頻 (THSS)、 線性擴(kuò)頻 (CSS)，和這些技術(shù)的組合都是擴(kuò)頻的形式。每種方法采用了偽隨機(jī)數(shù)字序列使用 的 偽 隨機(jī)數(shù)字生成器 創(chuàng)建 —— 以確定 與 控制信號(hào)通過分配帶寬的傳播模式。 超寬帶 (UWB)是另一種調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于傳輸短時(shí)間內(nèi)脈沖相同的目的。無線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 在其無線接口使用 跳頻擴(kuò)頻 或直接序列擴(kuò)頻。 8 備 注 ? 自 20 世紀(jì) 40年代以來已知和自 20 世紀(jì) 50 年代以來在軍事通信系統(tǒng)中使用的技術(shù) 。 ? “ 傳播 ” 的無線電信號(hào)較寬的頻率范圍內(nèi) 若干 程度高于最低要求。擴(kuò)頻的核心原則就是波載波噪聲樣，使用和作為名稱意味著比相同的數(shù)據(jù)速率在簡單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信所需更 多 的帶寬。 ? 兩種主要的方法： (DS) (FH) ? 耐干擾。直接序列 在抵御連續(xù)時(shí)間窄帶干擾更好，而跳頻抗脈沖干擾是更好 。在直接序列系統(tǒng) 中， 窄帶干擾會(huì)影響檢測性能 如 干擾功率量蔓延了整個(gè)信號(hào)的帶寬時(shí) ， 通常檢測性能不會(huì)比更強(qiáng)背景噪聲。相比之下，在 那些低帶寬的窄帶信號(hào)系統(tǒng) ，如果干擾功率恰巧集中在信號(hào)帶寬 那么 接收的信號(hào)質(zhì)量將會(huì)嚴(yán)重降 低。 ? 抗 竊聽 。擴(kuò)頻代碼（在直接序列系統(tǒng)）或跳頻 模式 （在跳頻系統(tǒng) ） 通常 任何一方都不知道誰的信號(hào) 是未 定義的， 在這種情況下 “ 加密 ” 信號(hào)，并 降低對(duì)方 的 對(duì)其的判斷意識(shí) 。 更重要的是， 有一個(gè)給定的噪聲 功率譜密度 (PSD)，擴(kuò)頻系統(tǒng) 需要在每 比特 相同數(shù)量的能源之前傳播窄帶系統(tǒng) 因此同樣的功率，如果比特率在擴(kuò)展前是相同的，但由于每比特能量信號(hào)功率擴(kuò)散超過一個(gè)大帶寬的擴(kuò)散，則信號(hào) PSD的要低得多 ，而往往大大低于噪聲 PSD的，因此對(duì)手可能無法確定是否存在于所有的信號(hào) 。不過，對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)的應(yīng)用尤其是雇用商用無線電通訊設(shè)備，擴(kuò)頻 無線電本質(zhì)上沒有提供足夠的安全“??只用擴(kuò)頻無線電通信本身是不足夠的安全?！? ? 抗 衰落 。擴(kuò)頻信號(hào)所占用的高 帶寬提供某些頻率的多樣性， 也就是說， 即是不可能的信號(hào) 也 會(huì)遇到整個(gè)帶寬的嚴(yán)重 多徑 衰落， 而 在其他情況下 信號(hào)可以被檢測到使用， 例如 Rake 接收機(jī) 。 ? 多 種接入 能力。多個(gè)用戶可以同時(shí)傳輸相同的頻率（ 范圍 ），只要他們使用不同的擴(kuò)頻碼。 請(qǐng)參閱 CDMA。 主要技術(shù)： 一、 直接序列擴(kuò)頻 在 電 信中 ， 直接序列擴(kuò)頻 （ DSSS）是一種 調(diào)制 技術(shù)。與其他 擴(kuò)頻 技術(shù)一樣傳輸?shù)男盘?hào)比被調(diào)制的信息信號(hào)的占用更多 帶寬 。 ‘?dāng)U頻’名稱來自一個(gè)事實(shí)，即載波信號(hào)在整個(gè)帶寬（譜設(shè)備的發(fā)射頻率）發(fā)生。 功 能 9 1. 與它相調(diào)制正弦波偽隨機(jī)地與偽連續(xù)的字符串（ PN）的代碼符號(hào)稱為“芯片”，各自有一個(gè)比信息比特更短的時(shí)間 。也就是 說每個(gè)信息位是由一個(gè)更 快的芯片序列調(diào)制， 因此 芯片 速 率 遠(yuǎn)高于 信息 信號(hào) 的 比特率 。 2. 它使用的信號(hào)接收器的眾所周知的先驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其中是由發(fā)射機(jī)生產(chǎn)的芯片序列。接收器就可以使用相同的偽隨機(jī)碼序列，以抵消對(duì) 接收信號(hào)的偽隨機(jī)碼序列的影響，以重建信息信號(hào)。 傳輸方法 直接序列擴(kuò)頻傳輸數(shù)據(jù)乘以由一個(gè)“噪音”信號(hào)傳送 。 這種噪聲信號(hào)是 1 和 1 偽隨機(jī)序列值，其頻率比原始信號(hào)為高，從而帶能量延伸到更廣泛的原信號(hào)。 產(chǎn)生的信號(hào)類似于 白 噪聲 ， 像“ 靜 態(tài)” 的音頻錄音。不過，這個(gè)類似噪聲的信號(hào)可用于乘以相同的偽隨機(jī)序列完全重建接收 端的 原始數(shù)據(jù)（因?yàn)? 1 1 = 1 ， ?1 ?1 = 1)。這個(gè) 過程稱為“解擴(kuò)” 的過程 在 數(shù)學(xué)上構(gòu)成傳播的 PN 序列，接收方認(rèn)為使用發(fā)射器 PN 序列的 相關(guān)性 。 對(duì)于解擴(kuò) 的正常運(yùn)行， 發(fā)送 和接收序列必須同步。這需要通過某種形式的時(shí)間搜索過程 使 發(fā)射器的序列與接收器序列同步。但是，這種明顯的缺點(diǎn)可以是一個(gè)重要好處： 如果多個(gè)發(fā)射器的序列是相互同步的，那么相對(duì)的同步接收器必須使它們之間可以用來確定相對(duì)時(shí)間，而 反過來，如果已知發(fā)射器的位置，可用于計(jì)算接收 器 的位置。這是許多 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 的基礎(chǔ)。 調(diào)用 過程中 加強(qiáng)對(duì)通道信噪比造成的影響被稱為處理增益。 這種影響可通過采用較大較長 PN 序列和每比特更多的芯片， 但用來生成 PN 序列的物理設(shè)備的多個(gè)芯片上可達(dá)到的處理增益實(shí)際限制。 如果在同一信道發(fā)送器發(fā)送 同一頻道，但使用不同的 PN 序列（或根本沒有序列） 解擴(kuò) 過程導(dǎo)致該信號(hào)沒有獲得處理。這種效果是 碼分多址 （ CDMA）屬性的直接序列擴(kuò)頻 ，它允許多個(gè)發(fā)射機(jī)內(nèi)共享他們的偽碼序列的互相關(guān)特性來限制相同的頻道。 由于這說明表明，一個(gè)傳輸?shù)牟ㄐ螆D有一個(gè) 大致的鐘形信封的載波頻率為中心，就像 AM 傳播 , 除了增加的傳輸噪音導(dǎo)致的分配要大大高于一個(gè) AM 信號(hào)的更廣泛的傳播。 相比之下， 跳 頻擴(kuò)頻 偽隨機(jī)重新調(diào)整載波信號(hào)， 而不是添加偽隨機(jī) 噪聲數(shù)據(jù)，結(jié)果導(dǎo)致在一個(gè)統(tǒng)一的頻率分布，其寬度是由偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出范圍決定。 優(yōu) 點(diǎn) ? 對(duì)預(yù)期的或非預(yù) 期抗 干擾 ? 共享多個(gè)用戶間的單 信 道 10 ? 減少信號(hào) /背景噪 聲級(jí)別包裝截?。[身） ? 發(fā)射器與接收器之間的相對(duì)時(shí)間的測定 使 用 ? 美國 全球定位系統(tǒng) 和歐洲 伽利略 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) ? 基于直接序列擴(kuò)頻 系統(tǒng)（直接序列碼分多址）是一種在擴(kuò)頻多址接入方案的基礎(chǔ)上，從信號(hào)的傳播，到不同的用戶有不同的代碼。這是 CDMA的最廣泛使用的類型。 ? 無繩電話在 900 兆赫， 吉赫和 吉赫頻帶操作 ? 電氣和電子工程師協(xié)會(huì) GHz 無線網(wǎng)絡(luò) 和其前 身 。 (正交頻分復(fù)用 技術(shù) 繼任 技術(shù) ) ? 自動(dòng)抄表 ? 電氣和電子工程師協(xié)會(huì) 標(biāo)準(zhǔn) （例如用作物理層和 鏈路 層 的 紫蜂 ) 二、 跳頻擴(kuò)頻 跳頻擴(kuò)頻 (FHSS)通過很多 渠道 快速切換頻率，其中一個(gè) 運(yùn)載體 發(fā)射無線電信號(hào)的一種方法是，使用一個(gè) 發(fā)射機(jī) 和 接收機(jī) 已知的 偽隨機(jī) 序列。它被利用作為 多個(gè)訪問方法 中 跳頻 碼分多址 (FHCDMA)計(jì)劃。 擴(kuò)頻傳輸通過三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)提供了固定頻率傳輸： 1. 擴(kuò)頻信號(hào)高度抗 窄帶 干擾 。 再收集 傳播信號(hào)傳播出 了干擾信號(hào)的 過程，導(dǎo)致其退到背景的干擾信號(hào)。 2. 擴(kuò)頻信號(hào)難以進(jìn)行攔截。 一個(gè)跳頻擴(kuò)頻信號(hào)顯示為一個(gè)簡單的背景噪聲增加至 窄帶接收機(jī)。如果竊聽者知道了偽隨機(jī)序列，他們只能夠攔截傳輸 。 3. 擴(kuò)頻傳輸可以與許多類型的最小干擾的常規(guī)傳輸共享一個(gè)頻帶。擴(kuò)頻信號(hào)添加最小噪聲窄頻的通信，反之亦然。這樣一來可以更有效地利用帶寬。 基本的算法 通常，一個(gè) 調(diào)頻 通信的啟動(dòng)是如下所示 1. 發(fā)起方發(fā)送請(qǐng)求通過預(yù)定義的頻率或控制通道。 2. 接收方發(fā)送一個(gè)數(shù)字，像已知的種子 。 3. 發(fā)起方作為變量的計(jì)算順序，必須使用的頻率的一個(gè)預(yù)定義算法中使用該號(hào)碼。 最經(jīng)常的頻率變化的時(shí)期是預(yù)定義的，以允許一個(gè)基站，服務(wù)多個(gè)連接 。 4. 發(fā)起方通過第一次發(fā)送同步信號(hào)的頻率計(jì)算， 從而為接受確認(rèn)它 有正確的計(jì)算順序。 5. 在通信開始，發(fā)送方和接收沿該計(jì)算的順序在同一點(diǎn)開始的時(shí)間更改其頻率。 11 技術(shù)的幾點(diǎn)思考 所需頻率跳變的整體帶寬是比需要來傳輸僅一個(gè)相同 信息 使用 載波頻率 更 大 。不過， 由于 在任何給定時(shí)間只能在此帶寬的一小部分上發(fā)生傳播， 實(shí)在是 一樣有效的干擾帶寬是。 雖然沒有提供額外的熱噪聲對(duì)寬帶的保護(hù) ， 跳頻方法確實(shí)降低窄帶干擾造成的退化。 對(duì)跳頻系統(tǒng)的挑戰(zhàn)之一是如何同步發(fā)射器和接收器 。 一種方法是有將保證的發(fā) 射機(jī)使用在固定時(shí)間內(nèi)的所有渠道。接收器隨機(jī)選擇一個(gè)頻道就可以找到發(fā)送器，該頻道提供有效的數(shù)據(jù)傾聽變送器。發(fā)送器的數(shù)據(jù)都是通過一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)序列不像發(fā)生在這個(gè)渠道為數(shù)據(jù)段和段可以有一個(gè)完整的校驗(yàn)和進(jìn)一步鑒定。 發(fā)射器和接收器可以使用固定的渠道序列表， 以便他們按照表中的能保持同步。 每個(gè)通道段上發(fā)射器表中，可以將其當(dāng)前位置的 進(jìn)行 發(fā)送。 在美國的 通信委員會(huì) 第 15部分 無牌系統(tǒng) 900兆 赫茲 和 赫茲 頻帶上允許更多非擴(kuò)頻系統(tǒng)功率。 調(diào)頻 和直接序列系統(tǒng)可以在 1 瓦傳輸。 該 限制從 1 毫瓦增加到 1 瓦或增加一千倍。 美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)（ FCC）規(guī)定了渠道的最低數(shù)目和每個(gè)通道的最大駐留時(shí)間。 在實(shí)際的多點(diǎn)式無線電系統(tǒng)，空間允許的多個(gè)相同頻率的傳輸，在一個(gè)地理區(qū)域內(nèi)可能使用多個(gè)無線電設(shè)備。 這將創(chuàng)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率高于 香農(nóng)極限 的單通道的可能性。擴(kuò)頻系統(tǒng)沒有違反香農(nóng)極限。 擴(kuò)頻系統(tǒng)過多的依賴信號(hào)信噪比的頻譜共享 。 多輸入多輸出 和 直接序 列擴(kuò)頻 系統(tǒng)中也看到此屬性。 電波傳 導(dǎo)和定向天線也通過提供遠(yuǎn)程無線電通訊設(shè)備之間的隔離提高系統(tǒng)的性能。 （ 基于 m 序列的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)外文翻譯 ）