本文介紹了擴頻原理，內(nèi)容包括直序擴頻和跳頻擴頻方式。所提供的理論公式可用于性能評估。本文還介紹了擴頻技術(shù)在CDMA和TDMA中的應(yīng)用，給出了碼序發(fā)生器的結(jié)構(gòu)以及DSSS和FHSS方式的頻譜圖。

概述

盡管許多的文獻(xiàn)和書籍對這一專題進行了論述，在許多網(wǎng)頁上也能找到解釋但是仍舊有許多電子工程師問及這個問題。實際上，不用公式推導(dǎo)一些復(fù)雜的概念那些簡單的解釋是不容易被接收的。有些文章專門詳細(xì)地論述了幾個方面的技術(shù)但又忽略其他的(例如：這直接擴頻的重點在PN碼的產(chǎn)生上)。接下來本文將盡可能全面的論述擴頻技術(shù)所包括的所有方面。

短暫的歷史

有關(guān)擴頻通信技術(shù)的觀點是在1941年由好萊塢女演員Hedy Lamarr和鋼琴家George Antheil提出的�；趯︳~雷控制的安全無線通信的思路，他們申請了美國專利#2.292.387。不幸的是，當(dāng)時該技術(shù)并沒有引起美國軍方的重視，直到十九世紀(jì)八十年代才引起關(guān)注，將它用于敵對環(huán)境中的無線通信系統(tǒng)。

解決了短距離數(shù)據(jù)收發(fā)信機、如：衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、3G移動通信系統(tǒng)、WLAN (IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEE802.11g)和藍(lán)牙技術(shù)等應(yīng)用的關(guān)鍵問題。擴頻技術(shù)也為提高無線電頻率的利用率(無線電頻譜是有限的因此也是一種昂貴的資源)提供幫助。

擴頻技術(shù)理論證明

在Shannon和Hartley信道容量定理中可以明顯看出頻譜擴展的作用：

C = B·Log2 (1+ S/N)

式中：C是信道容量、單位為比特每秒(bps)，它是在理論上可接受的誤碼率(BER)下所允許的最大數(shù)據(jù)速率；B是要求的信道帶寬，單位是Hz；S/N是信噪比。C表示通信信道所允許的信息量，也表示了所希望得到的性能，帶寬(B)則是付出的代價，因為頻率是一種有限的資源，S/N表示周圍的環(huán)境或者物理特性(障礙物、干擾發(fā)射臺、沖突等)。

用于惡劣環(huán)境(噪聲和干擾導(dǎo)致極低的信噪比)時，從上式可以看出：需要提高信號帶寬(B)來維持或提高通信的性能,甚至于信號的功率可以低于噪聲基底。(公式中并沒有禁止這種條件！)。

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