擴頻的介紹是什么？

在發(fā)端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜。展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。 在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴。再經(jīng)信息解調(diào)、恢復(fù)成原始信息輸出。由此可見，—般的擴頻通信系統(tǒng)都要進行三次調(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)、解擴和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，擴頻通信就是多了擴頻調(diào)制和解擴部分。 發(fā)送端1）發(fā)送端輸入的信息經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號。2）由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列對數(shù)字信號進行擴展頻譜。3）射頻發(fā)生器數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，并通過射頻信號發(fā)送出去。 接收端1）在接收端，將收到的射頻信號由高頻變頻至電子器件可以處理的中頻，并把模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。2）由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的和發(fā)送端相同的擴頻碼對數(shù)字信號進行解擴。3）將數(shù)字信號解調(diào)成原始信息輸出。 直接序列擴頻(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式，簡稱直擴(DS)方式。所謂直接序列(DS-DirectSequency)擴頻，就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)端去擴展信號的頻譜。而在收端，用相同的擴頻碼序列去進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。直接序列擴頻的原理如圖所示。用窄脈沖序列對某一載波進行二相相移鍵控調(diào)制。如果采用平衡調(diào)制器，則調(diào)制后的輸出為二相相移鍵控信號，它相當(dāng)于載波抑制的調(diào)幅雙邊帶信號。圖中輸入載波信號的頻率為fc，窄脈沖序列的頻譜函數(shù)為G(C)，它具有很寬的頻帶。平衡調(diào)制器的輸出則為兩倍脈沖頻譜寬度，而fc被抑制的雙邊帶的展寬了的擴頻信號，其頻譜函數(shù)為fc+G(C)。在接收端應(yīng)用相同的平衡調(diào)制器作為解擴器。可將頻譜為fc+G(C)的擴頻信號，用相同的碼序列進行再調(diào)制，將其恢復(fù)成原始的載波信號fc。 跳頻擴頻(Frequency Hopping Spread Spectrum)工作方式，簡稱跳頻(FH)方式。所謂跳頻，比較確切的意思是：用一定碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說，用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。簡單的頻移鍵控如2FSK，只有兩個頻率，分別代表傳號和空號。而跳頻系統(tǒng)則有幾個、幾十個、甚至上干個頻率、由所傳信息與擴頻碼的組合去進行選擇控制，不斷跳變。右圖為跳頻的原理示意圖。發(fā)端信息碼序列與擴頻碼序列組合以后按照不同的碼字去控制頻率合成器。 跳時擴頻(Time Hopping Spread Spectrum)工作方式，簡稱跳時(TH)方式。與跳頻相似，跳時(TH－TimeHopping)是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。首先把時間軸分成許多時片。在一幀內(nèi)哪個時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進行控制。可以把跳時理解為：用一定碼序列進行選擇的多時片的時移鍵控。由于采用了窄得很多的時片去發(fā)送信號，相對說來，信號的頻譜也就展寬了。右圖是跳時系統(tǒng)的原理方框圖。在發(fā)端，輸入的數(shù)據(jù)先存儲起來，由擴頻碼發(fā)生器的擴頻碼序列去控制通－斷開關(guān)，經(jīng)二相或四相調(diào)制后再經(jīng)射頻調(diào)制后發(fā)射。在收端，由射頻接收機輸出的中頻信號經(jīng)本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列控制通－斷開關(guān)，再經(jīng)二相或四相解調(diào)器，送到數(shù)據(jù)存儲器和再定時后輸出數(shù)據(jù)。只要收發(fā)兩端在時間上嚴(yán)格同步進行，就能正確地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。 線性調(diào)頻(ChirpModulation)工作方式，簡稱Chirp方式。如果發(fā)射的射頻脈沖信號在一個周期內(nèi)，其載頻的頻率作線性變化，則稱為線性調(diào)頻。因為其頻率在較寬的領(lǐng)帶內(nèi)變化，信號的頻帶也被展寬了。這種擴頻調(diào)制方式主要用在雷達(dá)中，但在通信中也有應(yīng)用。右圖中是線性調(diào)頻的示意圖。發(fā)端有一鋸齒波去調(diào)制壓控振蕩器，從而產(chǎn)生線性調(diào)頻脈沖。它和掃頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號一樣。在收端，線性調(diào)頻脈沖由匹配濾波器對其進行壓縮，把能量集中在一個很短的時間內(nèi)輸出，從而提高了信噪比，獲得了處理增益。匹配濾波器可采用色散延遲線，它是一個存儲和累加器件。其作用機理是對不同頻率的延遲時間不一樣。如果使脈沖前后兩端的頻率經(jīng)不同的延遲后一同輸出，則匹配濾波器起到了脈沖壓縮和能量集中的作用。匹配濾波器輸出信噪比的改善是脈沖寬度與調(diào)頻頻偏乘積的函數(shù)。一般，線性調(diào)頻在通信中很少應(yīng)用。 在上述幾種基本的擴頻方式的基礎(chǔ)上，可以組合起來，構(gòu)成各種混合方式。例如DS/FH、DS/TH、DS/FH/TH等等。一般說來，采用混合方式看起來在技術(shù)上要復(fù)雜一些，實現(xiàn)起來也要困難一些。但是，不同方式結(jié)合起來的優(yōu)點是有時能得到只用其中一種方式得不到的特性。例如DS/FH系統(tǒng)，就是一種中心頻率在某一領(lǐng)帶內(nèi)跳變的直接序列擴頻系統(tǒng)。其信號的頻譜如圖所示。對于DS/TH方式，它相當(dāng)于在擴頻方式中加上時間復(fù)用。采用這種方式可以容納更多的用戶。在實現(xiàn)上，DS本身已有嚴(yán)格的收發(fā)兩端擴頻碼的同步。加上跳時，只不過增加了一個通－斷開關(guān)，并不增加太多技術(shù)上的復(fù)雜性。對于DS/FH/TH，它把三種擴頻方式組合在一起，在技術(shù)實現(xiàn)上肯定是很復(fù)雜的。但是對于一個有多種功能要求的系統(tǒng)，DS、FH、TH可分別實現(xiàn)各自獨特的功能。因此，對于需要同時解決諸如抗干擾、多址組網(wǎng)、定時定位、抗多徑和遠(yuǎn)－近問題時，就不得不同時采用多種擴頻方式。