2025 年无线电车台扩频原理主要有以下几种:
- 直接序列扩频(DSSS):
- 原理:直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。在发送端,将原始信号(如数字信号)与高速的伪随机码序列进行相乘(或模 2 相加等运算),由于伪随机码的速率远高于原始信号速率,使得调制后的信号频谱被展宽。在接收端,使用相同的伪随机码序列对接收到的信号进行解扩,通过相关运算将展宽的信号还原成原始信号。例如,用窄脉冲序列对某一载波进行二相相移键控调制,平衡调制器的输出为两倍脉冲频谱宽度、载波被抑制的双边带展宽了的扩频信号。接收端用相同的平衡调制器作为解扩器,可将扩频信号恢复成原始的载波信号。
- 优点:抗干扰能力强,扩频解调器是相关器,扩频信号能有效恢复,与本地 PN 码不相关的干扰信号被抑制;抗多径干扰能力强,利用扩频序列自相关函数特性,可抑制多径干扰,RAKE 接收技术还可实现多径分集接收;抗截获能力强,信号功率谱密度低、频带宽,具有高隐蔽性;可同频工作,不同通信机若解扩码不同,可使用同一载频且相互干扰小;便于实现多址通信,不同扩频码可作为用户地址码,实现码分多址。
- 缺点:系统占用带宽大,会减少可供跳频的信道数;进入接收机前端的干扰信号增多;为获得有效抗多径和利用多径能力,信息比特宽度受限,限制了信息传输速率的提高。
- 频率跳变扩频(FHSS):
- 原理:收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化。通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变,即按全网预设程序,自动操控网内所有台站在一秒钟内同步改变频率多次,并在每个跳频信道上短暂停留。周期性的同步信令从主站发出,指令所有从站同时跳跃式更换工作频率。例如,在一个信息码元的时间内,发射机的载频按照伪码控制的预定规律离散地快速跳变,从而达到扩频目的。
- 优点:具有良好的抗干扰能力,即使部分频点被干扰,仍能在其他未被干扰的频点上进行正常通信;易于与其他窄带通信系统兼容,跳频电台可与常规窄带电台互通;能够改善衰落,处于多径环境中的漫速移动的移动台采用跳频技术,相当于频率分集,可大大改善通信质量。
- 缺点:信号隐蔽性差,抗多频干扰以及跟踪式干扰能力有限。
- 线性调频扩频(CSS):
- 原理:其载频在一个信息码元时间内在一个宽的频段中线性地变化,从而使信号带宽得到扩展。这种线性调频信号若工作在低频范围,听起来像鸟声(chirp),故也称鸟声调制。例如,LoRa 通信技术就基于线性调频扩频调制技术,通过对信号进行扩频处理,把原本窄带的信号扩展到较宽的频段上,增强信号的抗干扰能力。
- 优点:在同样的功耗条件下,比传统的无线通信技术传输距离更远,能够实现远距离通信;抗干扰能力较强,信号经过扩频处理后,在较宽频段上传输,对窄带干扰有较好的抵抗作用。
- 缺点:相比其他一些扩频方式,实现复杂度可能较高,并且在某些应用场景下,对频率资源的利用效率可能不是特别高。
此外,还有将直接序列扩频技术和频率跳变扩频技术相结合的混合扩频技术,通过同时应用两种扩频技术,可以进一步提高通信系统的抗干扰能力和频谱利用率。