【正文】 ons, the band width of W and the signal to noise ratio of P / N are interchangeable. Can increase bandwidth method, the low signaltonoise ratio of P / N ( S / N ) cases, transmission of information. Spread spectrum change to win the trust of 4 noise ratio is reduced, it is the important characteristic of spread spectrum munication, and thus lays a foundation for the application of spread spectrum munication. Spread spectrum munication feasibility of another theoretical basis, as Kejieer Metchnikoff on information transmission error probability formula: Powj 187。 two is to try to put different paths to different delay times, different phase signal at the receiving end in time 7 domain aligned together, bined into a strong signal, which adopts the b filter method. The two techniques in spread spectrum munication is easy to realize. Using a spreading code autocorrelation properties, at the receiving end from the multipath signal extracting and separating out the strongest of the useful signal, or the multiple paths to the same code sequence waveform additive synthesis, which is equivalent to the b filter effect. In addition, using frequency hopping spread spectrum modulation spread spectrum system, by using multiple frequency signal is transmitted with a message, actually plays a role of frequency diversity. timing and ranging We know that the electromagic wave propagation in the space velocity is constant speed of light. It is natural to wonder if capable of accurately measuring the electromagic wave in the two objects are transmitted between the time, also be equal to measure the distance between two objects. In the spread spectrum munication if spread spectrum is very wide, it means the code rate is very high, each chip time is very short. When the transmitted spread spectrum signal reflected back upon the object to be measured, in the receiver demodulates the spread spectrum code sequence, and then pare the transceiver two code sequence phase difference, can accurately detect the spread spectrum signal and time difference, so as to calculate the distance between two people. Measurement accuracy depends on the chip width, is spread spectrum width. Chip more narrow, extended spectrum of wider, higher accuracy. 8 一 擴(kuò)頻通信技術(shù) 擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信 (Spread Spectrum Communication)，它與光纖通信、衛(wèi)星通信，一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。 這種通信方式與常規(guī)的窄道通信方式是有區(qū)別的： 一是信息的頻譜擴(kuò)展后形成寬帶傳輸；二是相關(guān)處理后恢復(fù)成窄帶信息數(shù)據(jù)。直到 80 年代初才被應(yīng)用于民用通信領(lǐng)域。 。例如人類的語音的信息帶寬為 300Hz 3400Hz，電視圖像信息帶寬為數(shù) MHz。在無線電通信中射頻信號(hào)的帶寬與所傳信息的帶寬是相比擬的。這些都屬于窄帶通信。擴(kuò)展頻譜通信信號(hào)帶寬與信息帶寬之比則高達(dá) 100 1000，屬于寬帶通 9 信。 我們知道，在時(shí)間上有限的信號(hào)，其頻譜是無限的。信號(hào)的頻帶寬度與其持續(xù)時(shí)間近似成反比。因此，如果用限窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號(hào)。這種很窄的脈沖碼序列，其碼速率是很高的，稱為擴(kuò)頻碼序列。擴(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號(hào)頻譜的作用。在擴(kuò)頻通信中接收端則用與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼序列與收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，恢復(fù)所傳的信息。即把擴(kuò)展以后的信號(hào)又恢復(fù)成原來所傳的信息。弄清楚擴(kuò)頻和解擴(kuò)處理過程的機(jī)制，是理解擴(kuò)頻通信本質(zhì)的關(guān)鍵所在。為什么要用這樣寬頻帶的信號(hào)來傳送信息呢 ? 簡(jiǎn)單的回答就是主要為了通信的安全可靠。為了充分利用有限的頻率資源，增加通路數(shù)目，人們廣泛選擇不同調(diào)制方式，采用寬頻信道 (同軸電纜、微波和光纖等 )，和壓縮頻帶等措施，同時(shí)力求使傳輸?shù)拿浇橹袀鬏數(shù)男盘?hào)占用盡量窄的帶寬。而擴(kuò)頻通信的 Gp值，高達(dá)數(shù)百、上千，稱為 “寬帶通信”。 信息論中關(guān)于信息容量的仙農(nóng) (Shannon)公式為： C ＝ WLog2(1十 P/N) ...... (2)式中： C 信道容量 (用傳輸速率度量 ) W 信號(hào)頻帶寬度 P 信號(hào)功率 N 白噪聲功率 式 (2)說明，在給定的傳輸速率 C不變的條件下，頻帶寬度 W和信噪比 P／ N是可以互換的。擴(kuò)展頻譜換取信噪比要求的降低，正是擴(kuò)頻通信的重要特點(diǎn)，并由此為擴(kuò)頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 )(3)式中： Powj 差錯(cuò)概率 E 信號(hào) 能量 N。 (W為信號(hào)頻帶寬度 ) 信息帶寬 ? F＝ l／ T 則式 (3)可化為： Powj ? f() = f(P/? F ) (4) 式 (4)說明，對(duì)于一定帶寬 ?F的信息而言，用 Gp 值較大的寬帶信號(hào)來傳輸，可以提高通信抗干擾能力，保證強(qiáng)干擾條件下， 通信的安全可靠。 總之，我們用信息帶寬的 100 倍，甚至 1000 倍以上的寬帶信號(hào)來傳輸信息，就是為了提高通信的抗干擾能力，即在強(qiáng)干擾條件下保證可靠安全地通信。 處理增益和抗干擾容限是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的兩個(gè)重要性能指標(biāo)。因此，處理增益 G反映了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)信噪比改善的程度。 三 擴(kuò)展頻譜通信的主要特點(diǎn) 由于擴(kuò)頻通信能大大擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，發(fā)端用擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制， 以及在收端用相關(guān)解調(diào)技術(shù)，使其具有許多窄帶通信難于替代的優(yōu)良性能， 能在“軍轉(zhuǎn)民”后，迅速推廣到各種公用和專用通信網(wǎng)絡(luò)之中，主要有以下幾 項(xiàng)特點(diǎn)： ，提高了無線頻譜利用率 無線頻譜十分寶貴，雖然從長波到微波都得到了開發(fā)利用，仍然滿足不了 11 社會(huì)的需求。 為此，世界各國都設(shè)立了頻率管理機(jī)構(gòu)，用戶只能使用申請(qǐng)獲準(zhǔn)的頻率。所以，在美國及世界絕大多數(shù)國家，擴(kuò)頻通信不需申請(qǐng)頻率，任何個(gè)人與單位可以無執(zhí)照使用。這祥，對(duì)于各種干擾信號(hào)，因其在收端的非相關(guān)性，解擴(kuò)后窄帶信號(hào)中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干擾性強(qiáng)。在目前商用的通信系統(tǒng)中， 擴(kuò)頻通信是唯一能夠工作于 負(fù)信噪比條件下的通信方式。 由于擴(kuò)頻信號(hào)在相對(duì)較寬的頻帶上被擴(kuò)展了，單位頻帶內(nèi)的功率很小 ，信號(hào)湮沒在噪聲里，一般不容易被發(fā)現(xiàn)，而想進(jìn)一步檢測(cè)信號(hào)的參數(shù) (如偽隨機(jī)編碼序列 )就更加困難，因此說其隱蔽性好。 擴(kuò)頻通信提高了抗干擾性能，但付出了占用頻帶寬的代價(jià)，如果讓許多用戶共用這一寬頻帶，則可大為提高頻帶的利用率。這樣一來，在一寬頻帶上許多對(duì)用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。在以往的窄帶通信中，采用兩種方法來提高抗多徑干擾的能力： 一是把最強(qiáng)的有用信號(hào)分離出來，排除其他路徑的干擾信號(hào)，即采用分集／接收技術(shù)； 二是設(shè)法把不 12 同路徑來的不同延遲、不同相位的倍號(hào)在接收端從時(shí)域上對(duì)齊相加，合并成較強(qiáng)的有用信號(hào)，即采用梳狀濾波器的方法。利用擴(kuò)頻碼的自相關(guān)特性，在接 收端 從多徑信號(hào)中提取和分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或把多個(gè)路徑來的同一碼序列的波形相加合成，這相當(dāng)于梳狀濾波器的作用。 我們知道電磁波在空間的傳播速度是固定不變的光速。 在擴(kuò)頻通信中如果擴(kuò)展頻譜很寬，則意味著所采用的擴(kuò)頻碼速率很高，每個(gè)碼片占用的時(shí)間就很短。測(cè)量的精度決定于碼片的寬度，也就是擴(kuò)展頻譜的寬度。