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直序扩频技术和跳频技术比较

作者:佚名 来源:RFID世界网 2006-05-08 10:18:28

摘要:扩频技术的最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,但由于各种扩频方式的抗干扰等机理不同,因而各有其长处与不足,很难笼统断言某一种扩频方式比其它的扩频方式更优。对扩频方式的比较只能是在一定条件下对各种扩频方式综合考虑,从而得出某种结论,以便人们在扩频方式的选择上作一参考。 直扩和跳频技术的抗干扰机理不同,直扩系统靠伪随机码的相关处理,降低进入解调器的干扰功率来达到抗干扰的目的;而跳频系统是靠载频的随机跳变,躲避干扰,将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的。因此,这两者都具有很强的抗干扰的能力,也各有自己的特点,也存在自身的不足,现将直扩和跳频技术的性能作一比较。

关键词:直序扩频[0篇]  跳频[1篇]  

扩频技术的最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,但由于各种扩频方式的抗干扰等机理不同,因而各有其长处与不足,很难笼统断言某一种扩频方式比其它的扩频方式更优。对扩频方式的比较只能是在一定条件下对各种扩频方式综合考虑,从而得出某种结论,以便人们在扩频方式的选择上作一参考。 直扩和跳频技术的抗干扰机理不同,直扩系统靠伪随机码的相关处理,降低进入解调器的干扰功率来达到抗干扰的目的;而跳频系统是靠载频的随机跳变,躲避干扰,将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的。因此,这两者都具有很强的抗干扰的能力,也各有自己的特点,也存在自身的不足,现将直扩和跳频技术的性能作一比较。

抗强的定频干扰

    由直扩抗干扰的机理可知,直扩抗干扰是通过相关解扩取得处理增益来达到抗干扰目的的,但超过了干扰容限的定频干扰将会导致直扩系统的通信中断或性能急剧恶化。而跳频系统是采用躲避的方法抗干扰,强的定频干扰只能干扰跳频系统的一个或几个频率,若跳频系统的频道数很大,则对系统性能的影响是不严重的。因此,在抗强的定频干扰上,跳频系统比直扩系统优越。

抗衰落

    抗衰落,特别是频率选择性衰落,这是室内通信环境下必须解决的问题。由于直扩系统的射频带宽很宽,小部分频谱衰落不会使信号频谱产生严重的畸变,而对跳频系统而言,频率选择性衰落将导致若干个频率受到影响,导致系统性能的恶化。跳频系统要抗这种选择性衰落,可采用快速跳频的方法,使每一个频率的驻留时间非常短,平均衰落就非常低。此外,还可以采用一比特信息用M个频率编码传输,也可较好地解决频率选择性衰落问题,这些都是以提高跳频速率为代价。

抗多径干扰

    多径问题是在移动通信、室内通信等系统中必须考虑的问题。多径干扰是由于电波传播过程中遇到的各种反射体(如高山、建筑物、墙壁、天花板等)引起的反射或散射。在接收端的直接传播路径和反射信号产生的群反射之间的随机干涉形成的。多径干扰信号的频率选择性衰落和路径差引起的传播时延τ,会使信号产生严重的失真和波形展宽,导致码间串扰,不但能引起噪声增加和误码率上升,使通信质量降低,甚至使某些通信系统无法工作。由于直扩系统采用伪随机码的相关解扩,只要多径时延大于一个伪随机码的切普宽度,这种多径就不能对直扩系统形成干扰,直扩系统甚至可以利用这些干扰能量来提高系统的性能。而跳频系统则不然,跳频系统要抗多径干扰,则要求每一跳的驻留时间很短,即要求快跳频,在多径信号没有到来之前接收机已开始接收下一跳信号。例如,多径时延为1μs,则跳,而对直扩系统而言,伪随机码速率大于1Mchip/s即可。从实现上看,实现伪随机码速率大于1Mchip/s的直扩系统比跳频速率1Mhop/s的跳频系统要容易得多。

"远-近"效应

    "远-近"效应如图右图所示。有两对收发信机,正常工作时,接收机1接收发射机1发射的信号,接收机2接收发射机2的信号。现接收机1移动到A点,受到附近发射机2的干扰,而接收机1距发射机1很远,这样接收机1收到的干扰信号电平远远大于有用信号的电平,这就是"远-近"效应。"远-近"效应对直扩系统的影响很大,而对跳频系统的影响就小得多。这是因为虽然直扩系统有一定的处理增益,但是由于有用信号的路径衰减很大,因而构成的威胁就小得多。

组网能力
    扩频技术本身就具有一种多址能力-SSMA,属于CDMA,直扩系统和跳频系统都具有很强的组网能力。在移动通信中,CDMA系统的频谱利用率是模拟蜂窝传输系统的频谱利用率的二十多倍,是第一代TDMA系统的六倍。直扩系统用不同的伪随机码可组成不同的网,跳频系统用不同的跳频图案组成不同的网。从频谱利用率上来看,直扩系统和跳频系统的频谱利用率比单频单信道系统还要高。就直扩和跳频系统而言,跳频系统的组网能力和频谱利用率略高于直扩系统。

与窄带系统的兼容性
    直扩系统是一个宽带系统,虽然可与窄带系统电磁兼容,但不能与其建立通信。另外,对模拟信源(如话音)需作预先处理(如语声编码后),才可接入直扩系统。而对跳频系统而言,由于它是瞬时窄带系统,它易于与目前的窄带通信系统兼容。目前的通信系统不论是模拟调制还是数字调制的,通常都是窄带的通信系统。因此兼容的好处在于,先进的跳频电台可以与常规的电台互通,或者,将常规电台加装抗干扰的跳频模块就可以变成跳频电台。而且,跳频系统对模拟信源和数字信源均适用。

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