短距離無(wú)線通信系統(tǒng)及仿真課件 第2章 Wi-Fi無(wú)線通信技術(shù) 第十一講

(2)直接序列擴(kuò)頻（DSSS）DSSS就是把要傳送的信息直接由高碼率的擴(kuò)頻碼序列編碼后，對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制以擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。而在接收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的信息。直接序列擴(kuò)頻可以看成下列兩個(gè)過(guò)程：①數(shù)據(jù)被乘以一個(gè)高速數(shù)據(jù)序列，被稱作“擴(kuò)頻編碼”。②合成的信號(hào)調(diào)制到無(wú)線載波上。DSSS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：有較強(qiáng)的抗干擾能力。反映擴(kuò)頻系統(tǒng)抗干擾能力的指標(biāo)之一是擴(kuò)頻處理增益(有時(shí)也稱為擴(kuò)展比率)，處理增益的值等于擴(kuò)展DSSS信號(hào)的數(shù)據(jù)率除以原始PPDU的數(shù)據(jù)率。為了將可能的信號(hào)干擾降到最低程度，在IEEE802.11中規(guī)定，擴(kuò)頻處理增益不能小于10dB。擴(kuò)頻信號(hào)的譜密度很低，占有頻帶寬，可使信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中，具有很強(qiáng)的抗截獲性和防偵察、防竊聽(tīng)能力。PN碼的相關(guān)特性良好，頻譜利用率高，具有選址能力，組網(wǎng)能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)碼分多址。它的頻帶利用率高?？苟鄰礁蓴_能力強(qiáng)。通過(guò)相關(guān)解擴(kuò)可以消除多徑干擾的影響。(3)跳頻擴(kuò)頻（FHSS）跳頻擴(kuò)頻是擴(kuò)頻技術(shù)中常用的一種方法。在跳頻方案中，發(fā)送信號(hào)頻率按固定的時(shí)間間隔從一個(gè)頻率跳到另一個(gè)頻率。接收器與發(fā)送器同步地跳動(dòng)，從而正確地接收信息。跳頻就像是在上述的有4000條車道的公路上，按照一點(diǎn)規(guī)律（或沒(méi)規(guī)律，但事先有約定的方式）頻繁的變換車道行駛。這樣遇到堵車的概率就小得多了。如果有一條車道堵車，你被堵的概率就是你所占用總共車道數(shù)N分之一。我們的GSM手機(jī)就是可以工作在這種模式下抵抗干擾的。（時(shí)分多址模式）軍火商：無(wú)線電信號(hào)遙控魚雷和無(wú)線通信干擾技術(shù)二戰(zhàn)期間：參與了設(shè)計(jì)軍用無(wú)線通訊和魚雷遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和思考“不受干擾無(wú)線信號(hào)”概念，毫無(wú)進(jìn)展結(jié)識(shí)了當(dāng)?shù)胤浅Ｓ忻囊魳?lè)家喬治·安泰爾（GeorgeAnteil）提出設(shè)想：在魚雷發(fā)射和接收兩端，同時(shí)用數(shù)個(gè)窄頻信道傳播信息，這些信號(hào)按一個(gè)隨機(jī)的信道序列發(fā)射出去，接收端則按相同的順序?qū)㈦x散的信號(hào)組合起來(lái)安泰爾則提出，可以用他在歐洲期間曾嘗試過(guò)的對(duì)16部同步演奏的自動(dòng)鋼琴進(jìn)行調(diào)節(jié)的類似方式來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)線電頻率HedyLamarr（海蒂·拉瑪）

所謂跳頻，比較確切的意思是：用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說(shuō)，用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，因此稱為跳頻。跳頻系統(tǒng)占用了比信息帶寬要寬得多的頻帶。跳頻(FS)系統(tǒng)(a)原理示意圖；(b)頻率跳變圖案跳頻擴(kuò)頻可以看成下面兩個(gè)過(guò)程：①數(shù)據(jù)調(diào)制到無(wú)線載波上；②無(wú)線載波的中心頻點(diǎn)在“擴(kuò)展序列”的基礎(chǔ)上被攜帶。跳頻系統(tǒng)原理如圖（a）所示，發(fā)送端信息碼序列組合以后按照不同的碼字去控制頻率合成器，其輸出的頻率根據(jù)碼字的改變而改變，從而形成了頻率的跳變。從上圖可以看到橫軸為時(shí)間，縱軸為頻率。這個(gè)時(shí)間與頻率的平面叫做時(shí)－頻域，它表明了什么時(shí)間采用什么頻率進(jìn)行通信，時(shí)間不同頻率也不同。我們可以看到跳頻技術(shù)是把頻帶分成若干個(gè)跳頻信道，在連接中，無(wú)線電收發(fā)器按一定的碼序列不斷的從一個(gè)頻點(diǎn)“跳”到另一個(gè)頻點(diǎn)，即使在某個(gè)頻點(diǎn)存在同頻干擾，由于通信頻率馬上轉(zhuǎn)移，仍然可以保證傳輸?shù)目煽啃?。調(diào)頻的瞬時(shí)帶寬是很窄的，但通過(guò)擴(kuò)展頻譜技術(shù)使這個(gè)窄帶寬成百倍地?cái)U(kuò)展成寬頻帶。根據(jù)碼元間隔和頻率跳變速率的關(guān)系，跳頻可分為快跳頻，每個(gè)調(diào)制碼元間隔內(nèi)存在多次頻率跳變，即頻率跳變速率大于碼元速率。慢跳頻，每個(gè)跳頻時(shí)間間隔內(nèi)存在多個(gè)碼元，即頻率跳變速率小于碼元速率。101110100011001FHSS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：兼容性。由于它是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，因此，容易與目前的窄帶通信系統(tǒng)兼容。具有較強(qiáng)的抗干擾能力。它采用躲避方式來(lái)抗干擾，只有干擾信號(hào)頻率與跳頻信號(hào)頻率相同時(shí)才能形成干擾，所以抗干擾能力強(qiáng)。跳頻速率越高，頻率數(shù)越多，抗干擾性能越強(qiáng)。具有碼分多址和頻帶共享的組網(wǎng)通信能力。利用跳頻圖案的不同，可以在一個(gè)寬的頻帶內(nèi)容納多個(gè)跳