直序擴(kuò)頻技術(shù)和跳頻技術(shù)比較

文章出處：http:// 作者：佚名   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月30日

擴(kuò)頻技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力，以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等，但由于各種擴(kuò)頻方式的抗干擾等機(jī)理不同，因而各有其長(zhǎng)處與不足，很難籠統(tǒng)斷言某一種擴(kuò)頻方式比其它的擴(kuò)頻方式更優(yōu)。對(duì)擴(kuò)頻方式的比較只能是在一定條件下對(duì)各種擴(kuò)頻方式綜合考慮，從而得出某種結(jié)論，以便人們?cè)跀U(kuò)頻方式的選擇上作一參考。 直擴(kuò)和跳頻技術(shù)的抗干擾機(jī)理不同，直擴(kuò)系統(tǒng)靠偽隨機(jī)碼的相關(guān)處理，降低進(jìn)入解調(diào)器的干擾功率來(lái)達(dá)到抗干擾的目的；而跳頻系統(tǒng)是靠載頻的隨機(jī)跳變，躲避干擾，將干擾排斥在接收通道以外來(lái)達(dá)到抗干擾的目的。因此，這兩者都具有很強(qiáng)的抗干擾的能力，也各有自己的特點(diǎn)，也存在自身的不足，現(xiàn)將直擴(kuò)和跳頻技術(shù)的性能作一比較。

抗強(qiáng)的定頻干擾

    由直擴(kuò)抗干擾的機(jī)理可知，直擴(kuò)抗干擾是通過(guò)相關(guān)解擴(kuò)取得處理增益來(lái)達(dá)到抗干擾目的的，但超過(guò)了干擾容限的定頻干擾將會(huì)導(dǎo)致直擴(kuò)系統(tǒng)的通信中斷或性能急劇惡化。而跳頻系統(tǒng)是采用躲避的方法抗干擾，強(qiáng)的定頻干擾只能干擾跳頻系統(tǒng)的一個(gè)或幾個(gè)頻率，若跳頻系統(tǒng)的頻道數(shù)很大，則對(duì)系統(tǒng)性能的影響是不嚴(yán)重的。因此，在抗強(qiáng)的定頻干擾上，跳頻系統(tǒng)比直擴(kuò)系統(tǒng)優(yōu)越。

抗衰落

    抗衰落，特別是頻率選擇性衰落，這是室內(nèi)通信環(huán)境下必須解決的問(wèn)題。由于直擴(kuò)系統(tǒng)的射頻帶寬很寬，小部分頻譜衰落不會(huì)使信號(hào)頻譜產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，而對(duì)跳頻系統(tǒng)而言，頻率選擇性衰落將導(dǎo)致若干個(gè)頻率受到影響，導(dǎo)致系統(tǒng)性能的惡化。跳頻系統(tǒng)要抗這種選擇性衰落，可采用快速跳頻的方法，使每一個(gè)頻率的駐留時(shí)間非常短，平均衰落就非常低。此外，還可以采用一比特信息用M個(gè)頻率編碼傳輸，也可較好地解決頻率選擇性衰落問(wèn)題，這些都是以提高跳頻速率為代價(jià)。

抗多徑干擾

    多徑問(wèn)題是在移動(dòng)通信、室內(nèi)通信等系統(tǒng)中必須考慮的問(wèn)題。多徑干擾是由于電波傳播過(guò)程中遇到的各種反射體（如高山、建筑物、墻壁、天花板等）引起的反射或散射。在接收端的直接傳播路徑和反射信號(hào)產(chǎn)生的群反射之間的隨機(jī)干涉形成的。多徑干擾信號(hào)的頻率選擇性衰落和路徑差引起的傳播時(shí)延τ，會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真和波形展寬，導(dǎo)致碼間串?dāng)_，不但能引起噪聲增加和誤碼率上升，使通信質(zhì)量降低，甚至使某些通信系統(tǒng)無(wú)法工作。由于直擴(kuò)系統(tǒng)采用偽隨機(jī)碼的相關(guān)解擴(kuò)，只要多徑時(shí)延大于一個(gè)偽隨機(jī)碼的切普寬度，這種多徑就不能對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)形成干擾，直擴(kuò)系統(tǒng)甚至可以利用這些干擾能量來(lái)提高系統(tǒng)的性能。而跳頻系統(tǒng)則不然，跳頻系統(tǒng)要抗多徑干擾，則要求每一跳的駐留時(shí)間很短，即要求快跳頻，在多徑信號(hào)沒(méi)有到來(lái)之前接收機(jī)已開(kāi)始接收下一跳信號(hào)。例如，多徑時(shí)延為1μs，則跳，而對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)而言，偽隨機(jī)碼速率大于1Mchip/s即可。從實(shí)現(xiàn)上看，實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)碼速率大于1Mchip/s的直擴(kuò)系統(tǒng)比跳頻速率1Mhop/s的跳頻系統(tǒng)要容易得多。

"遠(yuǎn)－近"效應(yīng)

    "遠(yuǎn)－近"效應(yīng)如圖右圖所示。有兩對(duì)收發(fā)信機(jī)，正常工作時(shí)，接收機(jī)1接收發(fā)射機(jī)1發(fā)射的信號(hào)，接收機(jī)2接收發(fā)射機(jī)2的信號(hào)?，F(xiàn)接收機(jī)1移動(dòng)到A點(diǎn)，受到附近發(fā)射機(jī)2的干擾，而接收機(jī)1距發(fā)射機(jī)1很遠(yuǎn)，這樣接收機(jī)1收到的干擾信號(hào)電平遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有用信號(hào)的電平，這就是"遠(yuǎn)－近"效應(yīng)。"遠(yuǎn)－近"效應(yīng)對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)的影響很大，而對(duì)跳頻系統(tǒng)的影響就小得多。這是因?yàn)殡m然直擴(kuò)系統(tǒng)有一定的處理增益，但是由于有用信號(hào)的路徑衰減很大，因而構(gòu)成的威脅就小得多。

組網(wǎng)能力
    擴(kuò)頻技術(shù)本身就具有一種多址能力－SSMA，屬于CDMA，直擴(kuò)系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)都具有很強(qiáng)的組網(wǎng)能力。在移動(dòng)通信中，CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率是模擬蜂窩傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率的二十多倍，是第一代TDMA系統(tǒng)的六倍。直擴(kuò)系統(tǒng)用不同的偽隨機(jī)碼可組成不同的網(wǎng)，跳頻系統(tǒng)用不同的跳頻圖案組成不同的網(wǎng)。從頻譜利用率上來(lái)看，直擴(kuò)系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)的頻譜利用率比單頻單信道系統(tǒng)還要高。就直擴(kuò)和跳頻系統(tǒng)而言，跳頻系統(tǒng)的組網(wǎng)能力和頻譜利用率略高于直擴(kuò)系統(tǒng)。

與窄帶系統(tǒng)的兼容性
    直擴(kuò)系統(tǒng)是一個(gè)寬帶系統(tǒng)，雖然可與窄帶系統(tǒng)電磁兼容，但不能與其建立通信。另外，對(duì)模擬信源（如話音）需作預(yù)先處理（如語(yǔ)聲編碼后），才可接入直擴(kuò)系統(tǒng)。而對(duì)跳頻系統(tǒng)而言，由于它是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，它易于與目前的窄帶通信系統(tǒng)兼容。目前的通信系統(tǒng)不論是模擬調(diào)制還是數(shù)字調(diào)制的，通常都是窄帶的通信系統(tǒng)。因此兼容的好處在于，先進(jìn)的跳頻電臺(tái)可以與常規(guī)的電臺(tái)互通，或者，將常規(guī)電臺(tái)加裝抗干擾的跳頻模塊就可以變成跳頻電臺(tái)。而且，跳頻系統(tǒng)對(duì)模擬信源和數(shù)字信源均適用。