擴(kuò)頻技術(shù)論文
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擴(kuò)頻技術(shù)論文范文第1篇
關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻通信原理特點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用
一、擴(kuò)頻通信的工作原理
在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。
二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)
擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
1．抗干擾性強(qiáng)
擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。
2.低截獲性
擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對(duì)不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。
5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址
在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。
三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個(gè)人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì)，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用。擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。
四、結(jié)語
擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn)，使它的應(yīng)用迅速從軍用擴(kuò)展到民用通信中，它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn)，使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。
參考文獻(xiàn)：
曾興雯等.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2004.
擴(kuò)頻技術(shù)論文范文第2篇
論文摘要：擴(kuò)頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴(kuò)頻通信的工作原理、特點(diǎn)、及其發(fā)展應(yīng)用。
一、擴(kuò)頻通信的工作原理
在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。
二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)
擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
1．抗干擾性強(qiáng)
擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。
2.低截獲性
擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對(duì)不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。
5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址
在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個(gè)人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì)，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．
擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。
四、結(jié)語
擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn)，使它的應(yīng)用迅速從軍用擴(kuò)展到民用通信中，它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn)，使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。
參考文獻(xiàn)：
[1]曾興雯等.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.
擴(kuò)頻技術(shù)論文范文第3篇
關(guān)鍵詞: 實(shí)現(xiàn)方案;超寬帶通信系統(tǒng);應(yīng)用場(chǎng)景;功率密度約束
0 引言
在當(dāng)前,超寬帶通信技術(shù)已成為各科研機(jī)構(gòu)以及公司的研發(fā)重點(diǎn),新的技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)方案不斷出現(xiàn),成千上萬的超寬帶通信芯片以及演示系統(tǒng)不斷問世。在IEEE802.16.2a、ECMA369
/368、IEEE802.15.5a等標(biāo)準(zhǔn)也已出臺(tái)。它們有一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是對(duì)功率譜密度的嚴(yán)格約束并不能確保超寬帶通信在電磁兼容方面具有良好的性能,同時(shí)超寬帶通信的速率與距離主要受三大因素約束:1)信號(hào)信道的容量大小;2)通信信息處理過程中的能量耗散;3)頻率衰減等。同時(shí),高速通信實(shí)現(xiàn)難度大以及通信過程中,功率耗散嚴(yán)重等因素同樣制約著超寬帶技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。從而使得超寬帶通信技術(shù)在許多應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)并沒有得到充分的體現(xiàn)。
本文就超寬帶通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模型,探討其6種滿足功率譜密度約束與6種不滿足功率譜密度約束的應(yīng)用場(chǎng)景,為后面改技術(shù)的應(yīng)用以及優(yōu)化提供借鑒。
1 方案實(shí)現(xiàn)原理
現(xiàn)在,可以通過多種路徑實(shí)現(xiàn)超寬帶通信。本節(jié)建立了超寬帶通信實(shí)現(xiàn)方案的構(gòu)架,從而可以對(duì)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行有效的分類以及效率評(píng)估。其實(shí)現(xiàn)方案的構(gòu)架如圖1。實(shí)現(xiàn)方案由各個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的功能模塊構(gòu)成。以應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的需要,對(duì)各子功能塊進(jìn)行分類重組。同時(shí),可合理調(diào)整模塊順序以及選擇性地對(duì)模塊進(jìn)行配置,從而構(gòu)成具有不同功能的應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)方案[1]。
由圖1可知,四大模塊:1)基帶調(diào)制;2)抗多路徑處理;3)擴(kuò)頻;4)載波變頻共同決定著超寬帶通信系統(tǒng)的豬妖特征。而對(duì)于基帶調(diào)制模塊主要包括:PPM、BOK、PSK、PAM、OOK、QAM、FSK等7種工作形式;抗多路徑的功能塊的實(shí)現(xiàn)形式有4種:1)時(shí)域均衡(TDE);2)RAKE;3)OFDM;4)頻域均衡(FDE)。擴(kuò)頻功能塊的實(shí)現(xiàn)形式主要包括4種:1)直接序列擴(kuò)頻(DSSS);2)跳頻擴(kuò)頻(FHSS);3)跳時(shí)擴(kuò)頻(THSS);4)線性調(diào)頻擴(kuò)頻(CSS)。載波功能塊的實(shí)現(xiàn)形式主要有3種:1)無載波(CF);2)多載波(MC);3)單載波(SC)。
2 應(yīng)用場(chǎng)景
由于超寬帶通信系統(tǒng)具有有限的發(fā)射功率,因而其難易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信,同時(shí)其通信速率也被嚴(yán)重約束[2]。在超寬帶通信系統(tǒng)的發(fā)射功率恒定時(shí),雖然其通信鏈路預(yù)算是決定超寬帶通信距離與速率的主要因素,但針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景,其特征又不盡相同。因系統(tǒng)的抗多徑處理性能,擴(kuò)頻增益以及硬件芯片電路等可使系統(tǒng)的通信速率與距離在局部范圍實(shí)現(xiàn)通信性能、實(shí)現(xiàn)難度以及功率損耗的最優(yōu)配置,從而實(shí)現(xiàn)在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中具有一定的優(yōu)勢(shì)。采取該策略,在滿足功率譜密度的小于-42.3dBm/MHz的約束的同時(shí),6種應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示。對(duì)于功率譜密度處于8.8dBm/MHz的發(fā)射信號(hào),不滿足功率譜密度約束的應(yīng)用場(chǎng)景,本文提出了6種實(shí)現(xiàn)方案如表2所示。值得注意的是,表中的通信距離與速率僅是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的全天線情況,對(duì)于多天線與定天線情形不予考慮。
表中標(biāo)注:“R”為射頻(Radio Frequency)電路;“P”為物理層(PHF)基帶處理;“RP”為“R”+”P”的組合;“A”為通信芯片的有效面積,mm2。
3 結(jié)論
目前,超寬帶通信技術(shù)已日趨成熟,但對(duì)于其應(yīng)用場(chǎng)景的綜合性能方面的分析還比較欠缺。本文以現(xiàn)有的研究為基礎(chǔ),對(duì)其實(shí)現(xiàn)方案的模型進(jìn)行了詳細(xì)的分析,同時(shí)以是否滿足功率譜密度約束為條件,采用超寬帶通信、速率以及功率損耗等作為主要的分析指標(biāo),提出了6種滿足約束條件的該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案的應(yīng)用場(chǎng)景,對(duì)超寬帶通信技術(shù)的應(yīng)用提供了有力的參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
擴(kuò)頻技術(shù)論文范文第4篇
目前，隨著對(duì)無線通信技術(shù)的不斷研究，各式各樣的無線通信業(yè)務(wù)和方式層出不盡，其中超短波通信技術(shù)的發(fā)展情況較為突出，超短波的頻率在30MHz-300MHz范圍之內(nèi)，它以頻帶寬、不受電離層干擾影響、安全性高、天線小以及抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)而被廣泛使用，同時(shí)促進(jìn)了通信技術(shù)的發(fā)展。
一、 超短波通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
超短波電臺(tái)在開始發(fā)展的時(shí)候體積較大，主要應(yīng)用于機(jī)載、車載、艦載或固定通信臺(tái)站。在現(xiàn)代，超短波電臺(tái)一般使用的是電子管，只有VHF頻段，通過電容或電感調(diào)諧放大，激勵(lì)器通過轉(zhuǎn)接多個(gè)倍頻和濾波，促進(jìn)多波道的實(shí)現(xiàn)。在器件和技術(shù)的限制下，超短波電臺(tái)在使用過程中存在的問題比較多，例如可靠性差、維護(hù)檢修困難等問題。
隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展，超短波電臺(tái)具有以下幾點(diǎn)更加顯著的優(yōu)勢(shì)：一是采用頻率合成器和電子存儲(chǔ)等先進(jìn)設(shè)備，從而提高了穩(wěn)定性;二是采用合成射頻功率，發(fā)射功率可以提高;三是采用自動(dòng)增益、自動(dòng)電壓等控制電路可以使整機(jī)的可靠性得以提高。目前隨著大量通信新技術(shù)的發(fā)展，超短波的應(yīng)用也越來越廣泛，并在應(yīng)用中不斷完善，逐步實(shí)現(xiàn)了全頻段和模塊化結(jié)構(gòu)以及大規(guī)模集成，并可以進(jìn)行傳輸保密性信息。現(xiàn)在已經(jīng)研制出新一代的電臺(tái)，具有體積更小、集成化更高以及重量輕的優(yōu)勢(shì)，并且使頻段得到了擴(kuò)展，促進(jìn)了通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
二、 超短波通信新技術(shù)的概述
無線通信技術(shù)已經(jīng)在我國的各個(gè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，其電磁信號(hào)的密度大量增加，導(dǎo)致電磁環(huán)境變得復(fù)雜，這需要超短波具有更強(qiáng)的抗干擾性功能。以下介紹了幾種超短波通信新技術(shù)：
1、 擴(kuò)頻通信技術(shù)
擴(kuò)頻通信技術(shù)就是將頻譜通信進(jìn)行擴(kuò)展，它是通過擴(kuò)展函數(shù)將傳輸信息的頻譜擴(kuò)展為寬頻信號(hào)，接收端接收到信號(hào)之后把頻譜進(jìn)行還原，以此來獲得信息的一種通信方式。這種通信方式可以把相關(guān)信息隱藏在噪聲電平中，這樣很難使敵方發(fā)現(xiàn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了抗干擾性的目的。在擴(kuò)頻通信中需要對(duì)擴(kuò)頻方式進(jìn)行合理的選擇，一般采用的是混合擴(kuò)頻方式與混沌直接序列擴(kuò)頻方式。混合擴(kuò)頻方式的優(yōu)點(diǎn)是可以不受寬帶、單頻和中繼轉(zhuǎn)發(fā)干擾;混沌直接序列擴(kuò)頻方式的優(yōu)點(diǎn)是，可以有效控制系統(tǒng)的誤差，在保持其誤差不變的前提下，可以抵抗對(duì)二進(jìn)制混沌直接序列擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的解擴(kuò)方式，確保信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
2、 跳頻通信技術(shù)
為了使通信的抗干擾性功能進(jìn)一步提高，研發(fā)了跳頻通信技術(shù)，并被廣泛使用。跳頻通信技術(shù)就是通信雙方的載波頻率與偽隨機(jī)碼同步變化[1]。使用這種技術(shù)可以發(fā)揮抗干擾的作用，同時(shí)還可以使信息被截獲的概率有效降低。如果采用的是穩(wěn)定性較強(qiáng)的視距傳播方式的超短波技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)寬頻段或全頻段跳頻。另外，為了在通信中獲得有效的對(duì)抗效果，可以選擇折中方式，可以有效獲取最好的系統(tǒng)性能。例如為了使反應(yīng)速度更快，可以增大發(fā)射功率，為了加強(qiáng)跳頻對(duì)抗性能，可以增加信號(hào)寬帶。跳頻通信技術(shù)還有跳速高頻段集全等優(yōu)勢(shì)，它是抗干擾性通信中主要采用的技術(shù)。
3、 通信反對(duì)抗技術(shù)
隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛。由于目前的病毒程序逐漸猖獗，給通信系統(tǒng)帶來了很大干擾，并可以通過無保護(hù)通信進(jìn)入指揮控制中心，所以一些發(fā)達(dá)國家正在研制潛伏式進(jìn)攻裝備。為了阻止病毒入侵，超短波電臺(tái)采取了輔助天線對(duì)抗的對(duì)策，即零位天線調(diào)整器，它可以對(duì)傳輸信號(hào)與干擾信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，從而使其抗干擾性能得到了有效提高。
4、 自適應(yīng)通信技術(shù)
通信的最基本的要求就是在短時(shí)間內(nèi)建立聯(lián)絡(luò)，自適應(yīng)通信技術(shù)的實(shí)施可使超短波具備自適應(yīng)的能力，可以不受環(huán)境影響而進(jìn)行有效地通信。自適應(yīng)通信技術(shù)主要有兩個(gè)環(huán)節(jié)，就是檢測(cè)預(yù)置信道(自動(dòng)信道檢測(cè))與對(duì)最佳的工作效率進(jìn)行自動(dòng)選擇(自動(dòng)頻率選擇)。不受外界因素的干擾，并可以增強(qiáng)抗干擾能力，同時(shí)還可以對(duì)中斷的線路進(jìn)行自動(dòng)接通和恢復(fù)。自適應(yīng)通信技術(shù)可根據(jù)信道質(zhì)量的好壞來對(duì)傳輸速率進(jìn)行合理選擇，同時(shí)還可以使誤碼率得到有效降低。自動(dòng)調(diào)整輸出功率，以此來提升通信的效率[2]。
三、 超短波通信新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著人們對(duì)通信需求的提高，超短波通信技術(shù)也跟著進(jìn)一步發(fā)展起來[3]。使其通信設(shè)備在原有基礎(chǔ)上不斷智能化、模塊化、微型化和綜合化的方向發(fā)展。
1、 智能化
超短波電臺(tái)采用微控制器作為主控單元，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，也提高了可靠性。在其功能中增加了智能化，使超短波電臺(tái)實(shí)現(xiàn)地址、工作方式和頻率以及密鑰等通信參數(shù)的預(yù)制和靜噪自動(dòng)調(diào)整、故障自動(dòng)檢測(cè)和定位、工作方式自動(dòng)調(diào)換和天線參數(shù)自動(dòng)匹配以及自適應(yīng)通信等。
2、 模塊化
超短波電臺(tái)的型號(hào)及種類有很多，這給電磁頻譜管理等方面帶來了一定的不便，所以需要超短波技術(shù)在發(fā)展中做好合理的規(guī)劃。其中功率合成技術(shù)是目前較為成熟的技術(shù)，按照功率等級(jí)將各種功率設(shè)計(jì)成積木式模塊，在通信時(shí)可按需求形成各種功率的電臺(tái)，促進(jìn)在不同距離中無線通信聯(lián)絡(luò)任務(wù)的順利完成。
3、 微型化
近年來較為成熟的新技術(shù)主要包括表面安裝技術(shù)和微帶技術(shù)以及片狀元件。其中微帶技術(shù)中的微帶線具有頻帶寬、器件匹配合理、體積小和成本低等優(yōu)勢(shì);片狀元件的體積比較小，重量比較輕;表面安裝技術(shù)可對(duì)片狀元件進(jìn)行快速安裝的一種技術(shù)，它可以通過一條自動(dòng)化流水線而完成任務(wù)。根據(jù)這些超短波通信新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以使電臺(tái)的頻率提高、安裝速度加快、降低成本、功能消耗減小、便于輔助設(shè)計(jì)及制造等。
4、 綜合化
在通信中通過各種業(yè)務(wù)多樣化的需求，也對(duì)超短波功能有了綜合化的需求。隨著超短波綜合化的迫切需求，指出了一部超短波電臺(tái)需要具備通話和電報(bào)以及圖像的功能。各種通信業(yè)務(wù)，同時(shí)可以采用調(diào)頻、數(shù)據(jù)、調(diào)幅、單邊帶以及保密話等多樣化的工作形式。
結(jié)束語
隨著超短波通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，也推動(dòng)了超短波新技術(shù)的發(fā)展，而且其應(yīng)用也越來越廣泛，在無線電通信領(lǐng)域中的地位也跟著逐步提高。超短波通信新技術(shù)在發(fā)展中不斷完善，使其新技術(shù)開始逐步走向成熟，在未來的超短波通信技術(shù)的應(yīng)用中，必將在各個(gè)通信領(lǐng)域中發(fā)揮其越來越大的作用。
作者：周陽 來源：中國科技博覽 2015年33期
擴(kuò)頻技術(shù)論文范文第5篇
論文摘要：通過Bluetooth和UWB的技術(shù)對(duì)比及多角度的分析，證實(shí)了藍(lán)牙+UWB作為下一代高速無線通訊技術(shù)的可能。
隨著因特網(wǎng)、多媒體和無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們與信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)密不可分。當(dāng)今無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，低功耗、微型化是用戶對(duì)當(dāng)前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強(qiáng)烈追求，作為無線通信技術(shù)一個(gè)重要分支的短距離無線通信技術(shù)正逐漸引起越來越廣泛的觀注。
1短距離無線通信技術(shù)簡(jiǎn)介
近年來，由于數(shù)據(jù)通信需求的推動(dòng)，加上半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，短距離無線與移動(dòng)通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段，WLAN技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù)，以及紫蜂(ZigBee)技術(shù)等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內(nèi)的通信，分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s，通信距離
2 藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)
“藍(lán)牙(Bluetooth)”是一個(gè)開放性的、短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi)，通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享，也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語音和數(shù)據(jù)通信。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備，使設(shè)備去掉了連接電纜的不便，通過無線建立通信。
藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，采用高速跳頻(Frequency Hopping)和時(shí)分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先進(jìn)技術(shù)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。藍(lán)牙技術(shù)使得一些便于攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接因特網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組成一個(gè)巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)。打印機(jī)、PDA、桌上型計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。目前藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對(duì)稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍(lán)牙速率亦擬進(jìn)一步增強(qiáng)，新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)2.0版支持高達(dá)10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應(yīng)未來愈來愈多寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求的必然演進(jìn)趨勢(shì)。
作為一個(gè)新興技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問題和不足之處，如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問，藍(lán)牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無線通信技術(shù)，它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個(gè)方面。
3 超寬帶(UWB)技術(shù)
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展，人們對(duì)高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續(xù)載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號(hào)來傳送信息，通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通信的同時(shí)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下：
(1)抗干擾性能強(qiáng)：UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
(2)傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，有望高于藍(lán)牙100倍。
(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。
(4)消耗電能少：通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。
(5)保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。
(6)發(fā)送功率非常小：UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。
(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸，無需進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào)，所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本大大降低，同時(shí)更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻(xiàn)
