擴頻通信在無線網(wǎng)絡中的應用

隨著計算機應用技術(shù)的普及和國民經(jīng)濟信息化的發(fā)展，客戶/服務器計算、分布式處理、國際互連網(wǎng)(Internet)、內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)等技術(shù)被廣泛接受和應用，計算機的聯(lián)網(wǎng)需求迅速擴大。

在諸多計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，無線網(wǎng)(Wireless Network)以其無需布線、在一定區(qū)域漫游、運行費用低廉等優(yōu)點，在許多應用場合有其他聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不可替代的作用，而在無線通信技術(shù)中，基于擴頻技術(shù)的計算機無線網(wǎng)具有抗干擾能力強、易于實現(xiàn)碼分多址、安全保密、 無須申請頻率資源等特點，近年來在計算機聯(lián)網(wǎng)的各個領(lǐng)域都得到了廣泛地應用。

擴頻通信具有其他方式不可比擬的優(yōu)點，近年來在無線通信中得到越來越廣泛地應用。擴頻通信(Spread Spectrum CommunicatiONs)開始出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)，作為美軍使用的無線保密通信技術(shù)。

現(xiàn)在擴頻技術(shù)被廣泛應用于包括計算機無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。擴頻通信是一種信息傳遞方式，其信號所占用的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬;

頻帶的展寬是通過編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳的信息無關(guān);在接收端采用相同的擴頻碼進行相關(guān)解調(diào)來解擴及恢復所傳信息。

擴頻通信具有如下特點：

1、抗干擾性強：

抗干擾是擴頻通信主要特性之一，比如信號擴頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強度降低了100倍，如要保持原干擾強度，則需加大100倍總功率，這實質(zhì)上是難以實現(xiàn)的。

因信號接收需要擴頻編碼進行相關(guān)解擴處理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾，在不知道信號的擴頻碼的情況下，由于不同擴頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因為擴頻技術(shù)抗干擾性質(zhì)，美國軍方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴頻無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計算機網(wǎng)絡。

2、隱蔽性好：

因為信號在很寬的頻帶上被擴展，單位帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低，信號淹沒在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在，加之不知擴頻編碼，很難拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。

3、易于實現(xiàn)碼分多址(CDMA)：

擴頻通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是否浪費了頻段？其實正相反，擴頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于擴頻通信要用擴頻編碼進行擴頻調(diào)制發(fā)送，而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關(guān)解擴才能得到，這就給頻率復用和多址通信提供了基礎(chǔ)。

充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實現(xiàn)了頻率復用，使擁擠的頻譜得到充分利用。

發(fā)送者可用不同的擴頻編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù); 同樣，接收者用不同的擴頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多址通信。

美國國家航天管理局(NASA) 的技術(shù)報告指出：采用擴頻通信提高了頻譜利用率。另外，擴頻碼分多址還易于解決隨時增加新用戶的問題。

4、抗多徑干擾：

在無線通信中，抗多徑問題一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間的相關(guān)特性，在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號中提取分離出最強的有用信號，也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。

5、擴頻通信的其他優(yōu)點：

擴頻通信速率高(2M，8M，11Mbps)，無須申請頻率資源，建網(wǎng)簡單，網(wǎng)絡性能好。

與X.25和DDN相比，無線擴頻網(wǎng)具有速率高(2Mbps，8Mbps，11Mbps),安裝簡單，運行費用低(無須租費，僅投入少量維護費用)，無須申請頻率資源，容易擴展投資少等優(yōu)點。

另外，如使用X.25或DDN作為網(wǎng)間互連的鏈路，在鏈路兩端要使用路由器、多路復用器等設(shè)備，而無線擴頻產(chǎn)品有網(wǎng)橋、路由器、調(diào)制解調(diào)器等多種選擇，節(jié)省設(shè)備和投資，因此無線擴頻網(wǎng)比X.25和DDN在數(shù)百公里范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)要有明顯的優(yōu)勢。