擴(kuò)頻通信在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的普及和國民經(jīng)濟(jì)信息化的發(fā)展，客戶/服務(wù)器計(jì)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(yīng)用，計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)需求迅速擴(kuò)大。

在諸多計(jì)算機(jī)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(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，在許多應(yīng)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(kuò)頻技術(shù)的計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)具有抗干擾能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)碼分多址、安全保密、 無須申請(qǐng)頻率資源等特點(diǎn)，近年來在計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用。

擴(kuò)頻通信具有其他方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來在無線通信中得到越來越廣泛地應(yīng)用。擴(kuò)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(kuò)頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。擴(kuò)頻通信是一種信息傳遞方式，其信號(hào)所占用的頻帶寬度遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)的，與所傳的信息無關(guān);在接收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息。

擴(kuò)頻通信具有如下特點(diǎn)：

1、抗干擾性強(qiáng)：

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

因信號(hào)接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到，所以即使以同類型信號(hào)進(jìn)行干擾，在不知道信號(hào)的擴(kuò)頻碼的情況下，由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因?yàn)閿U(kuò)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(kuò)頻無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

2、隱蔽性好：

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

3、易于實(shí)現(xiàn)碼分多址(CDMA)：

擴(kuò)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(fèi)了頻段？其實(shí)正相反，擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于擴(kuò)頻通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼作相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。

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

發(fā)送者可用不同的擴(kuò)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(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信。

美國國家航天管理局(NASA) 的技術(shù)報(bào)告指出：采用擴(kuò)頻通信提高了頻譜利用率。另外，擴(kuò)頻碼分多址還易于解決隨時(shí)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(kuò)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(hào)中提取分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，也可把多個(gè)路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng)，從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。

5、擴(kuò)頻通信的其他優(yōu)點(diǎn)：

擴(kuò)頻通信速率高(2M，8M，11Mbps)，無須申請(qǐng)頻率資源，建網(wǎng)簡單，網(wǎng)絡(luò)性能好。

與X.25和DDN相比，無線擴(kuò)頻網(wǎng)具有速率高(2Mbps，8Mbps，11Mbps),安裝簡單，運(yùn)行費(fèi)用低(無須租費(fèi)，僅投入少量維護(hù)費(fèi)用)，無須申請(qǐng)頻率資源，容易擴(kuò)展投資少等優(yōu)點(diǎn)。

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(fù)用器等設(shè)備，而無線擴(kuò)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(kuò)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。