发信人: kkk (不装饰你的梦), 信区: ECE
标  题: 无线扩频技术及频谱资源利用(中)
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年06月23日13:02:02 星期五), 站内信件

4 跳频技术
　 跳频（Frequency Hopping）技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种意义上
的扩频。跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频率合成器按PN
码的随机规律不断改变频率。在接收端，接收机的频率合成器受伪随机码控制，并保持
与发射端的变化规律一致。
　　跳频是载波频率在一定范围内不断跳变意义上的扩频，而不是对被传送信息进行
扩谱，不会得到直序扩频的处理增益。跳频相当于瞬时的窄带通信系统，基本等同于常
规通信系统。由于无抗多径能力，同时发射效率低，同样发射功率的跳频系统在有效传
输距离内小于直扩系统。跳频的优点是抗干扰，定频干扰只会干扰部分频点。用于语音
信息的传输，当定频干扰只占一小部分时不会对语音通信造成很大的影响。
　　跳速的高低直接反映跳频系统的性能，跳速越高抗干扰的性能越好，军用的跳频
系统可以达到每秒上万跳。实际上移动通信GSM系统也是跳频系统，其规定的跳速为每秒
217跳。出于成本的考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳
频系统实现简单，因此低速无线局域网产品常常采用这种技术。
    5 不同扩频系统的性能比较
　　以上介绍了各种不同扩频通信系统的原理和性能，扩频通信设备的实现方法和难
易程度，直接决定了其最终性能和成本。一般讲，慢跳跳频系统的实现最简单、成本最
低，但性能也最差。采用软扩频的编码技术可以达到高速率，但局限于室内近距离范围
内应用。先解调后解扩的直扩系统，可以采用集成电路直接对扩频序列进行数字处理，
但前提是信号强度很高。
　　扩频系统中，性能最好的是直接序列扩频的先解扩再解调技术。这种扩频系统对
扩频信号先相关检测解扩，再相关解调，需要完成伪随机码的同步和载波恢复，大大增
加了系统的复杂程度。例如，一个速率为64K的直扩系统，其伪随机码的速率要超过5Mb
it/s左右,其实现方法比速率为3M的跳频系统复杂得多。
    6 信道特性对扩频系统的影响
　　信道特性对无线信号的传输至关重要，信号通过不同的信道产生失真和畸变。通
信系统的收发设备必须依据信道特征来设计，采用不同技术的无线扩频系统应用定位也
不相同。
　　在无线通信中,由于气候、环境、距离等各种因素的影响，接收到的信号幅度和
相位是随机变化的，主要需要考虑的是慢衰落、快衰落、平衰落、频率选择性衰落。室
内信道的时间衰落特征是慢衰落的，同时时延扩展因数很小，因而较为简单地达到通信
速率M数量级以上。而室外无线传输信道的特征有很大不同。必须考虑各种快衰落、深度
平衰落、长扩展时延等因素。通信速率高（占用带宽大）时还要考虑频率选择性衰落等
各种不确定因素。另外其接收灵敏度必须保障在信号衰减上百dB情况下的信号拾取。
　　为保证通信质量和通信可靠性（以可利用率表示）。常规微波频段通信系统为了
保证足够的性能指标（误码率指标）一般会预先在链路设计上予留30～50dB的链路冗余
度（或称衰落储备）。然而对于多径传输和深度衰落等原因造成的误码，除了采用快速
自动增益控制（AGC）等手段之外，必须采用抗多径衰落的技术。正如前文所述，采用直
扩技术中的高性能先解扩再解调方式可以很好地抵消除多径衰落的不利影响。更好的RA
KE接收技术甚至可以实现多径分集接收，进而抵消室外无线衰落信道系统中的性能严重
恶化。另外由于直扩技术的频谱很宽，部分频带的选择性衰落不会影响整体接收性能。

一般不要将室内扩频设备用于室外，例如，即使利用高铁塔和好的传输路线，无线局域
网扩频产品实际上并不能解决由于信道特性引起的通信质量迅速下降。一般无线局域网
扩频设备使用高增益天线，在传输距离超过3～4公里后，误码率仍旧会迅速上升，并且
随气候和环境的变化可利用率很低。整个系统的吞吐量已数倍甚至数十倍降低。此时若
采用加入功率放大器等增加发射功率的措施是不现实的。考虑到深衰落和设备的非线形
失真，误码率会出现平展，同时由于匹配非线性产生的寄生辐射甚至可能会影响常规微
波频段的其它设备正常通信。

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