擴(kuò)頻技術(shù)論文模板(10篇)

導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇擴(kuò)頻技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

擴(kuò)頻技術(shù)就是將所傳輸信息的帶寬擴(kuò)展很多倍，然后發(fā)送出去，這時(shí)發(fā)送信號(hào)所占據(jù)的信道帶寬遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬，例如，傳輸一個(gè)9600bps的數(shù)據(jù)流，其基帶帶寬不到10kHZ，但用擴(kuò)頻技術(shù)傳送時(shí)，它所占據(jù)的信道帶寬可以被擴(kuò)展到300kHZ或更寬，與此同時(shí)，調(diào)制到高頻的信號(hào)發(fā)射功率譜也將大大降低。下面簡要介紹一下無線擴(kuò)頻系統(tǒng)：

1擴(kuò)頻系統(tǒng)的基本設(shè)備組成

(1)擴(kuò)頻電臺(tái)：

擴(kuò)頻系統(tǒng)的核心設(shè)備是擴(kuò)頻電臺(tái)。PN碼擴(kuò)頻以及調(diào)制到2.4GHz的高頻載波上都是由它來完成的。目前國內(nèi)經(jīng)常使用的電臺(tái)主要是美國的Pcomcylink電臺(tái)、Utilicom電臺(tái)、加拿大DTS電臺(tái)和Comlink電臺(tái)等。

(2)復(fù)用器：

有時(shí)在一個(gè)地方不僅要傳輸一路數(shù)據(jù)，可能還要傳輸幾路數(shù)據(jù)甚至話音、圖象，而電臺(tái)卻只有一部，這時(shí)就要用到復(fù)用器。它能將幾路數(shù)據(jù)或話音等有機(jī)地合成為一路，并將其傳送給本地的電臺(tái)，最后由電臺(tái)象發(fā)射一路數(shù)據(jù)時(shí)那樣將其發(fā)送出去。而在遙遠(yuǎn)的接收端則執(zhí)行與上述相反的過程，同時(shí)按發(fā)射時(shí)的規(guī)律便可以將幾路話音和數(shù)據(jù)分開。目前國內(nèi)經(jīng)常使用的復(fù)用器主要是美國Motorola復(fù)用器、以色列RAD公司復(fù)用器等。

(3)天線及饋線：

天線和饋線是將高頻信號(hào)從電臺(tái)輻射到空間或從空間接收并傳輸?shù)诫娕_(tái)的設(shè)備。目前國內(nèi)經(jīng)常使用的天、饋線主要是與電臺(tái)配套的原廠產(chǎn)品。

2擴(kuò)頻系統(tǒng)的組成

(1)點(diǎn)對點(diǎn)方式：

點(diǎn)對點(diǎn)方式實(shí)際上是一種一一對應(yīng)的工作方式，這種方式簡便、易行，同時(shí)也可以組成多個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)的系統(tǒng)，其各點(diǎn)之間通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)置可以互不影響。示意圖見圖1。

(2)點(diǎn)對多點(diǎn)方式：

點(diǎn)對多點(diǎn)方式是一種被稱為“一對多”或“多對一”的經(jīng)濟(jì)型擴(kuò)頻方式，也有人稱之為“一點(diǎn)多址”。它使用輪詢的原理，由一臺(tái)主機(jī)對所有從機(jī)進(jìn)行輪詢并指定其中的一臺(tái)從機(jī)與通信。這種方式與點(diǎn)對點(diǎn)方式比起來可以節(jié)省很多電臺(tái)，但其傳遞的數(shù)據(jù)量比較少，且相對速度較慢。其示意圖見圖2。

(3)中繼方式：

中繼方式一般用在通信距離過長(超過50km)或兩通信點(diǎn)之間有阻擋(如高山或建筑物等)的較特殊情況下，是一種“接力”或“迂回”的通信方式。其示意圖見圖3。

圖3中繼方式無線擴(kuò)頻示意圖

3擴(kuò)頻設(shè)備性能

篇2

論文摘要：擴(kuò)頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴(kuò)頻通信的工作原理、特點(diǎn)、及其發(fā)展應(yīng)用。

一、擴(kuò)頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。

二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)

擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1．抗干擾性強(qiáng)

擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。

2.低截獲性

擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。

三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測擴(kuò)頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個(gè)人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

篇3

傳統(tǒng)的標(biāo)簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機(jī)接入的多址接入?yún)f(xié)議算法,比如:PALOHA算法(隨機(jī)推遲算法)、時(shí)隙ALOHA算法(SA算法)、幀時(shí)隙ALOHA算法(FSA算法)、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法(DFSA算法)和分組ALOHA算法等。該類算法在標(biāo)簽試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),并不考慮信道當(dāng)前的忙閑狀態(tài),一旦產(chǎn)生數(shù)據(jù),就立刻決定將其發(fā)送至信道,這種發(fā)送控制策略有嚴(yán)重的盲目性。隨著用戶數(shù)量或發(fā)送信息量的增加,這種完全隨機(jī)接入的算法將使信道重疊現(xiàn)象加劇,碰撞概率增大,傳輸性能下降。

近幾年,有學(xué)者提出了采用CDMA技術(shù)進(jìn)行防碰撞的方法,其性能有明顯改善。文獻(xiàn)[6]提出在標(biāo)簽識(shí)別過程中,使用碼分多址技術(shù),實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)隙可以同時(shí)傳輸多個(gè)標(biāo)簽。文獻(xiàn)[7]提出了一種基于碼分多址思想的時(shí)隙ALOHA算法,來解決射頻識(shí)別中的防碰撞問題,此算法的系統(tǒng)穩(wěn)定范圍要大于時(shí)隙ALOHA系統(tǒng),并且當(dāng)選用的擴(kuò)頻碼組階數(shù)為N時(shí),此算法的最大吞吐量可達(dá)原時(shí)隙ALOHA的N倍。上述2個(gè)文獻(xiàn)所提到的算法,當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量很多時(shí),數(shù)據(jù)碰撞的概率明顯增加,使系統(tǒng)的吞吐量急劇下降,影響了系統(tǒng)的整體性能。基于以上原因,本論文提出了1種改進(jìn)的基于CDMA技術(shù)的防碰撞算法,能夠適應(yīng)大量標(biāo)簽的識(shí)別應(yīng)用,減少了識(shí)別碰撞的發(fā)生,使系統(tǒng)吞吐量得到明顯改善。

1基于CDMA技術(shù)的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1(2)由于傳統(tǒng)的基于ALOHA的防碰撞算法中一個(gè)時(shí)隙最多只能正確識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽的信息,所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目過大時(shí),系統(tǒng)的吞吐率,即正確識(shí)別標(biāo)簽數(shù)目所占的百分比將會(huì)大幅度的降低,所以對于過量的標(biāo)簽,本算法將會(huì)采取對所有標(biāo)簽進(jìn)行分組識(shí)別,當(dāng)標(biāo)簽需要分成2組時(shí)(系統(tǒng)識(shí)別幀最大時(shí)隙數(shù)N為256):nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 (3)用上述公式可知n=354,所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量大于354時(shí),系統(tǒng)將會(huì)對標(biāo)簽分組識(shí)別。

本文提出的新型算法如下:依據(jù)分組幀時(shí)隙ALOHA算法,通過此算法的分組規(guī)則,完成識(shí)別的所有標(biāo)簽的分組。分組幀時(shí)隙ALOHA算法的分組規(guī)則如下:當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量≤354時(shí),無論幀長選擇8個(gè)時(shí)隙還是256個(gè)時(shí)隙,標(biāo)簽都不分組,按照一個(gè)大組來進(jìn)行識(shí)別;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量>354時(shí),幀長選擇256個(gè)時(shí)隙比較適合讀寫器的識(shí)別;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在355707時(shí),標(biāo)簽分為2組;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在708~1 416時(shí),標(biāo)簽分成4組更適合信息的傳輸識(shí)別。當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量更多時(shí),按照這個(gè)規(guī)律分成合適的組數(shù)再進(jìn)行識(shí)別,詳細(xì)過程如圖1所示。標(biāo)簽分組工作完成后,在每個(gè)分組中分別采用碼分多址技術(shù),利用其技術(shù)的保密性、抗干擾性和多址通信能力,對標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關(guān)特性對不同標(biāo)簽所發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào),從而達(dá)到防碰撞的目的,進(jìn)而完成對全部標(biāo)簽的識(shí)別,也實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)隙可以傳輸多個(gè)信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預(yù)先在待識(shí)別的標(biāo)簽中植入擴(kuò)頻性良好的正交碼組,以防止接收端沒有辦法正確解擴(kuò)接收,本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執(zhí)行過程示意圖標(biāo)簽識(shí)別過程中的碰撞次數(shù),從而減少了識(shí)別時(shí)間并且降低了功耗。本論文將分組幀時(shí)隙ALOHA算法和碼分多址技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)在每個(gè)分組內(nèi)可以有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)頻傳輸,并且在接收端采用并行接收技術(shù)進(jìn)行多個(gè)標(biāo)簽的同時(shí)接收。本發(fā)明在識(shí)別標(biāo)簽過程中,每個(gè)組內(nèi)均為一個(gè)獨(dú)立的識(shí)別過程,在分組幀長不改變的前提下,提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能。有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率,縮短讀寫器操作時(shí)間,提高吞吐率, 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。

2仿真結(jié)果

本論文提出了采用碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法,并仿真了固定時(shí)隙數(shù)下ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐率和本文所提出的算法改進(jìn)后的系統(tǒng)吞吐量。

RFID系統(tǒng)中時(shí)隙ALOHA算法的幀長取值從16個(gè)時(shí)隙到256個(gè)時(shí)隙變化,根據(jù)公式2,系統(tǒng)吞吐率如圖2所示。其中,系統(tǒng)仿真設(shè)定的信息幀長F即時(shí)隙數(shù)設(shè)定按2的冪次方遞增,即F取值從16個(gè)時(shí)隙變化到256個(gè)時(shí)隙,橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到500,縱坐標(biāo)為吞吐率。當(dāng)幀長設(shè)定為256個(gè)時(shí)隙,標(biāo)簽數(shù)量少于256個(gè)時(shí),系統(tǒng)吞吐量隨著標(biāo)簽數(shù)量的增加而增加,直到標(biāo)簽數(shù)量達(dá)到256時(shí)系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值。隨著標(biāo)簽數(shù)量的逐漸增多,系統(tǒng)的吞吐量又呈現(xiàn)下降趨勢。從圖2可以得出2點(diǎn)結(jié)論:一、當(dāng)標(biāo)簽個(gè)數(shù)接近信息幀長時(shí),系統(tǒng)的吞吐率比較高;二、隨著幀長取值的增加,系統(tǒng)對標(biāo)簽的識(shí)別性能有明顯改善。

篇4

一、擴(kuò)頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。

二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)

擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1．抗干擾性強(qiáng)

擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。

2.低截獲性

擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測擴(kuò)頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個(gè)人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語音接入(點(diǎn)對點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。

四、結(jié)語

擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn)，使它的應(yīng)用迅速從軍用擴(kuò)展到民用通信中，它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn)，使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。

參考文獻(xiàn)：

篇5

0引言

目前，變電站系統(tǒng)自動(dòng)化正成為一種不可改變的趨勢，其監(jiān)控和通信系統(tǒng)的重要性日益凸顯。變電站現(xiàn)有測控系統(tǒng)多采用有線通信方式，但是，有線通信的弊端是顯而易見的，例如傳輸線鋪設(shè)復(fù)雜、不易檢修和維護(hù)，長距離傳輸線易受電磁千擾的影響等等。而無線通信則具有運(yùn)行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站信息的情況下，無線通信更是具有極大的優(yōu)勢。

現(xiàn)有無線通信方式主要有IEEE802.11b/g、藍(lán)牙、ZigBee. GPRS/GSM等。而ZigBee技術(shù)更是以安全性高、響應(yīng)時(shí)間快、占用系統(tǒng)資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中首選的無線通信技術(shù)。ZigBee技術(shù)是專門針對無線傳感器開發(fā)的，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用研究尚處于起步階段，其研究重點(diǎn)主要放在配電網(wǎng)自動(dòng)化以及溫度、電能在線監(jiān)測方面，然而，變電站高強(qiáng)電磁環(huán)境對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響的研究還相對缺失。因此本文對變電站的干擾和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用的可行性進(jìn)行論證。

1變電站中的電盛千擾

變電站內(nèi)部具有復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此必須對各種典型的電磁干擾源進(jìn)行詳細(xì)的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50Hz工頻電磁場;設(shè)備出口短路引起的脈沖磁場;電暈放電;靜電放電;局部放電;空氣擊穿燃弧;SF6間隙擊穿燃弧;真空間隙擊穿燃弧等。其中工頻電磁場和脈沖磁場對無線信號(hào)基本不會(huì)產(chǎn)影響。

1. 1靜電放電和局部放電

兩個(gè)具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。當(dāng)外加電壓在電氣設(shè)備中產(chǎn)生的場強(qiáng)，足以使絕緣區(qū)域發(fā)生放電，但在放電區(qū)域內(nèi)未形成固定放電通道的這種放電現(xiàn)象，稱為局部放電。兩者都是小絕緣間隙、小能量放電的擊穿。

這兩種放電產(chǎn)生輻射干擾在幾百kHz以內(nèi)，且能量低，衰減快，因此對無線通信不會(huì)造成影響。

1.2電暈放電和空氣擊穿放電

電力導(dǎo)線在高壓強(qiáng)電場作用下，可能對周圍空間產(chǎn)生游離放電的電暈。導(dǎo)線表面的機(jī)械損傷、污染微粒或者導(dǎo)線附近的水滴、灰塵等，都會(huì)引起導(dǎo)線表面曲率變化，從而使得點(diǎn)位梯度達(dá)到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。

由圖1可見電暈放電的輻射信號(hào)主要集中在78MHZ和180MHZ附近的兩個(gè)包絡(luò)內(nèi)，并且最大信號(hào)強(qiáng)度僅為一40dBmW。

由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場帶寬較寬，主要集中在600MHZ以下，并且干擾信號(hào)的強(qiáng)度很小，即使在580:MHZ頻率附近也只有-35dBmW。

1.3開關(guān)操作干擾

變電站內(nèi)斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備在投切操作或開關(guān)故障電流時(shí)，由于感性負(fù)載的存在，開關(guān)觸頭開斷時(shí)，產(chǎn)生的電弧的熄滅和重燃可能在母線或線路上引起含有多個(gè)頻率分量的衰減振蕩波，通過母線或設(shè)備間的連線將暫態(tài)電磁場的能量向周圍空間輻射，形成輻射脈沖電磁場。設(shè)備操作干擾主要有SF6間隙擊穿和真空間隙擊穿所產(chǎn)生的輻射信號(hào)。

圖3. 4可知SF6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的干擾信號(hào)覆蓋頻段很寬，且在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)電磁信號(hào)的強(qiáng)度比較強(qiáng)，在2. 4GHz頻段，電磁信號(hào)的強(qiáng)度約為一40dBmW。

2無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻技術(shù)

2.1 ZigBee協(xié)議

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的ZigBee協(xié)議的框架是建立在IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)之上，IEEE802. 15. 4定義}ZigBee的物理層和媒體訪問層。IEEE802. 15. 4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2. 4GHz物理層和868月I5MHz物理層。兩個(gè)物理層都基于直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，主要完成能量檢測、鏈路質(zhì)量指示、信道選擇以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸出2.4GHzISM頻段直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，輸出功率大于一17dBm，工作頻段2. 405^2. 480GHz 。

2. 2直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

擴(kuò)頻是利用與信息無關(guān)的為隨機(jī)碼，通過調(diào)制的方法將己調(diào)制的頻譜寬度擴(kuò)展到比原調(diào)制信號(hào)的帶寬寬得多的過程。常用的擴(kuò)頻技術(shù)有調(diào)頻、混合擴(kuò)頻和直接序列擴(kuò)頻等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。

直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就是用具有高碼率的偽隨機(jī)(PN)序列，在發(fā)送端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在接受端用相同的PN序列對信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，還原出原始信號(hào)。

3變電站干擾對傳感器網(wǎng)絡(luò)的形晌

變電站的電磁干擾主要分為兩部分:0~300MHz低頻部分、2. 4~2. 5GHz同頻帶寬。

1)電暈放電和空氣擊穿所產(chǎn)生的低頻干擾的頻帶離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作頻段2. 4GHz很遠(yuǎn)，并且強(qiáng)度小于一40dBmW，可以通過低通濾波器進(jìn)行處理，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信基本沒有影響。

2) SF6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的電磁干擾在2. 405GHz~2. 485GHz頻帶內(nèi)也有較強(qiáng)的信號(hào)存在，在間隙擊穿電壓為I5KV左右時(shí)電磁強(qiáng)度達(dá)到一40dBmV。變電站現(xiàn)場的擊穿電壓可能會(huì)更高，電磁強(qiáng)度也就更高，因此對無線通信會(huì)有一定的影響。但是同頻干擾對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響是很小的，這可以通過兩方面說明:

①無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力是由于接收機(jī)將擴(kuò)頻后的信號(hào)再次與擴(kuò)頻碼相乘還原出原始信號(hào)，同時(shí)干擾信號(hào)也在接收端與擴(kuò)頻碼相乘從而將其頻帶展寬，干擾信號(hào)能量也就分散到很寬的頻帶上，這樣2. 405GHz~2. 485GHz頻帶內(nèi)只有很小部分干擾信號(hào)能量，因此同頻噪聲對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信干擾是微乎其微的。

②SF6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電產(chǎn)生瞬態(tài)電磁千擾，這種干擾只能持續(xù)很短的時(shí)間，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的干擾也是瞬間的，瞬態(tài)電磁干擾結(jié)束，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也恢復(fù)正常。

篇6

      0引言

      目前，變電站系統(tǒng)自動(dòng)化正成為一種不可改變的趨勢，其監(jiān)控和通信系統(tǒng)的重要性日益凸顯。變電站現(xiàn)有測控系統(tǒng)多采用有線通信方式，但是，有線通信的弊端是顯而易見的，例如傳輸線鋪設(shè)復(fù)雜、不易檢修和維護(hù)，長距離傳輸線易受電磁千擾的影響等等。而無線通信則具有運(yùn)行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站信息的情況下，無線通信更是具有極大的優(yōu)勢。

    現(xiàn)有無線通信方式主要有ieee802.11b/g、藍(lán)牙、zigbee. gprs/gsm等。而zigbee技術(shù)更是以安全性高、響應(yīng)時(shí)間快、占用系統(tǒng)資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中首選的無線通信技術(shù)。zigbee技術(shù)是專門針對無線傳感器開發(fā)的，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用研究尚處于起步階段，其研究重點(diǎn)主要放在配電網(wǎng)自動(dòng)化以及溫度、電能在線監(jiān)測方面，然而，變電站高強(qiáng)電磁環(huán)境對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響的研究還相對缺失。因此本文對變電站的干擾和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用的可行性進(jìn)行論證。

    1變電站中的電盛千擾

    變電站內(nèi)部具有復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此必須對各種典型的電磁干擾源進(jìn)行詳細(xì)的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50hz工頻電磁場;設(shè)備出口短路引起的脈沖磁場;電暈放電;靜電放電;局部放電;空氣擊穿燃弧;sf6間隙擊穿燃弧;真空間隙擊穿燃弧等。其中工頻電磁場和脈沖磁場對無線信號(hào)基本不會(huì)產(chǎn)影響。

    1. 1靜電放電和局部放電

    兩個(gè)具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。當(dāng)外加電壓在電氣設(shè)備中產(chǎn)生的場強(qiáng)，足以使絕緣區(qū)域發(fā)生放電，但在放電區(qū)域內(nèi)未形成固定放電通道的這種放電現(xiàn)象，稱為局部放電。兩者都是小絕緣間隙、小能量放電的擊穿。

    這兩種放電產(chǎn)生輻射干擾在幾百khz以內(nèi)，且能量低，衰減快，因此對無線通信不會(huì)造成影響。

1.2電暈放電和空氣擊穿放電

    電力導(dǎo)線在高壓強(qiáng)電場作用下，可能對周圍空間產(chǎn)生游離放電的電暈。導(dǎo)線表面的機(jī)械損傷、污染微粒或者導(dǎo)線附近的水滴、灰塵等，都會(huì)引起導(dǎo)線表面曲率變化，從而使得點(diǎn)位梯度達(dá)到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。

    由圖1可見電暈放電的輻射信號(hào)主要集中在78mhz和180mhz附近的兩個(gè)包絡(luò)內(nèi)，并且最大信號(hào)強(qiáng)度僅為一40dbmw。

    由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場帶寬較寬，主要集中在600mhz以下，并且干擾信號(hào)的強(qiáng)度很小，即使在580:mhz頻率附近也只有-35dbmw。

    1.3開關(guān)操作干擾

    變電站內(nèi)斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備在投切操作或開關(guān)故障電流時(shí)，由于感性負(fù)載的存在，開關(guān)觸頭開斷時(shí)，產(chǎn)生的電弧的熄滅和重燃可能在母線或線路上引起含有多個(gè)頻率分量的衰減振蕩波，通過母線或設(shè)備間的連線將暫態(tài)電磁場的能量向周圍空間輻射，形成輻射脈沖電磁場。設(shè)備操作干擾主要有sf6間隙擊穿和真空間隙擊穿所產(chǎn)生的輻射信號(hào)。

   圖3. 4可知sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的干擾信號(hào)覆蓋頻段很寬，且在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)電磁信號(hào)的強(qiáng)度比較強(qiáng)，在2. 4ghz頻段，電磁信號(hào)的強(qiáng)度約為一40dbmw。

    2無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻技術(shù)

    2.1 zigbee協(xié)議

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的zigbee協(xié)議的框架是建立在ieee802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)之上，ieee802. 15. 4定義}zigbee的物理層和媒體訪問層。ieee802. 15. 4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2. 4ghz物理層和868月i5mhz物理層。兩個(gè)物理層都基于直接序列擴(kuò)頻(dsss)技術(shù)，主要完成能量檢測、鏈路質(zhì)量指示、信道選擇以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸出2.4ghzism頻段直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，輸出功率大于一17dbm，工作頻段2. 405^2. 480ghz 。

    2. 2直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

    擴(kuò)頻是利用與信息無關(guān)的為隨機(jī)碼，通過調(diào)制的方法將己調(diào)制的頻譜寬度擴(kuò)展到比原調(diào)制信號(hào)的帶寬寬得多的過程。常用的擴(kuò)頻技術(shù)有調(diào)頻、混合擴(kuò)頻和直接序列擴(kuò)頻等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。

    直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就是用具有高碼率的偽隨機(jī)(pn)序列，在發(fā)送端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在接受端用相同的pn序列對信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，還原出原始信號(hào)。

    3變電站干擾對傳感器網(wǎng)絡(luò)的形晌

    變電站的電磁干擾主要分為兩部分:0~300mhz低頻部分、2. 4~2. 5ghz同頻帶寬。

    1)電暈放電和空氣擊穿所產(chǎn)生的低頻干擾的頻帶離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作頻段2. 4ghz很遠(yuǎn)，并且強(qiáng)度小于一40dbmw，可以通過低通濾波器進(jìn)行處理，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信基本沒有影響。

    2) sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的電磁干擾在2. 405ghz~2. 485ghz頻帶內(nèi)也有較強(qiáng)的信號(hào)存在，在間隙擊穿電壓為i5kv左右時(shí)電磁強(qiáng)度達(dá)到一40dbmv。變電站現(xiàn)場的擊穿電壓可能會(huì)更高，電磁強(qiáng)度也就更高，因此對無線通信會(huì)有一定的影響。但是同頻干擾對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響是很小的，這可以通過兩方面說明:

    ①無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力是由于接收機(jī)將擴(kuò)頻后的信號(hào)再次與擴(kuò)頻碼相乘還原出原始信號(hào)，同時(shí)干擾信號(hào)也在接收端與擴(kuò)頻碼相乘從而將其頻帶展寬，干擾信號(hào)能量也就分散到很寬的頻帶上，這樣2. 405ghz~2. 485ghz頻帶內(nèi)只有很小部分干擾信號(hào)能量，因此同頻噪聲對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信干擾是微乎其微的。

    ②sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電產(chǎn)生瞬態(tài)電磁千擾，這種干擾只能持續(xù)很短的時(shí)間，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的干擾也是瞬間的，瞬態(tài)電磁干擾結(jié)束，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也恢復(fù)正常。

篇7

科技的發(fā)展在給人們帶來便捷的同時(shí)也使得無線通信傳播的環(huán)境更加復(fù)雜化。在進(jìn)行無線通信時(shí)，可能受到諸多類型的干擾。總的來說，影響無線通信的干擾類型眾多，需要根據(jù)無線通信的傳播原理進(jìn)行具體分析。當(dāng)前形勢下，人們對于無線通信技術(shù)的需求量與日俱增，只有不斷提高抗干擾技術(shù)的水平，才能保障無線通信的質(zhì)量。

一、頻譜擴(kuò)展抗干擾技術(shù)分析

1、DS直接序列擴(kuò)頻。所謂DS直接序列擴(kuò)頻，就是在較寬的頻帶上，通過擴(kuò)展信號(hào)，以便于將頻帶的單位功率降低。通過DS直接序列擴(kuò)頻，可以將功率譜密度有效的降低，優(yōu)點(diǎn)眾多，不僅隱蔽性較好，具有較低的截獲率，還能夠有效的對抗多徑干擾。與此同時(shí)，利用DS直接序列擴(kuò)頻，當(dāng)處于熱噪聲以及信道噪聲的環(huán)境下，還可以保證較低的通信功率譜數(shù)，這樣信號(hào)可以較為容易的實(shí)現(xiàn)隱藏。

2、FH跳頻技術(shù)。利用頻譜擴(kuò)展，載波頻率就可以利用偽隨機(jī)的形式在眾多頻率上跳變。FH跳頻技術(shù)可以有效規(guī)避在某一頻段上存在的強(qiáng)干擾。其原理就是針對較為強(qiáng)烈的干擾實(shí)現(xiàn)隔離，從而確保有效頻段信息的傳輸?shù)馁|(zhì)量。一般來說，跳頻技術(shù)分為兩大部分，即頻率自適應(yīng)以及功率自適應(yīng)。前者就是在通信過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測干擾頻率，以便實(shí)現(xiàn)跳頻；后者則是確保無線通訊能夠與調(diào)整后的發(fā)射頻率相適應(yīng)，以便保證跳頻后仍能實(shí)現(xiàn)通信的傳遞。

3、TH跳時(shí)技術(shù)。從某種角度來說，跳時(shí)技術(shù)與跳頻技術(shù)類似，就是指在時(shí)間軸上發(fā)射信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)跳變。在開始部分跳時(shí)技術(shù)必須對時(shí)間軸進(jìn)行劃分從而形成眾多時(shí)片，然后再通過擴(kuò)頻碼控制時(shí)片，最后通過碼序完成整個(gè)技術(shù)過程。TH跳頻技術(shù)特點(diǎn)顯著，因其時(shí)片較窄，所以必須將信號(hào)頻譜進(jìn)一步擴(kuò)展。該技術(shù)必須與其他抗干擾技術(shù)一起使用，只有這樣才能確保其性能的發(fā)揮。

4、組合擴(kuò)頻。組合擴(kuò)頻就是將上述三種抗干擾技術(shù)進(jìn)行有效的組合，從而實(shí)現(xiàn)無線通信抗干擾效果的最大化。通過優(yōu)化組合可以極大的提高無線通信的抗干擾能力。

二、非頻譜擴(kuò)展抗干擾技術(shù)分析

1、天線自適應(yīng)抗干擾技術(shù)。這類技術(shù)算法較多，自然能夠針對信號(hào)的不同類型（不論是時(shí)間還是空間）實(shí)時(shí)跟蹤，以便減少干擾因素，保障信號(hào)的質(zhì)量。

2、通信猝發(fā)技術(shù)。一般來說，信號(hào)如果長時(shí)間暴露在外面，所受到的干擾就可能較多，對通信質(zhì)量的影響也就越大。通信猝發(fā)技術(shù)就可以有效解決這一問題，它通過提升無線信號(hào)的通信速度，縮短信號(hào)暴露在外的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)抗干擾。除此以外，通信猝發(fā)技術(shù)憑借破譯難度較高的特點(diǎn)，可以有效的避免信號(hào)冒充問題。

3、交織糾錯(cuò)編碼技術(shù)。如果無線信號(hào)擾而產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)誤，交織糾錯(cuò)編碼技術(shù)就可以將其打散處理，從而將因干擾影響而產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)糾正過來，實(shí)現(xiàn)無線通信的抗干擾。正是憑借這樣的特點(diǎn)，交織糾錯(cuò)編碼技術(shù)是跳頻技術(shù)中必不可少的一環(huán)。

4、分集技術(shù)。所謂分集技術(shù)，就是利用多種途徑，對同一無線信號(hào)就行傳輸，以便減少因干擾而出現(xiàn)的通信質(zhì)量損失。分集技術(shù)主要由分離技術(shù)和合并技術(shù)組成。前者是指對信號(hào)進(jìn)行空間、時(shí)間、極化以及頻率的分離；后者則是指增益合并、信噪合并以及選擇合并等技術(shù)。分集技術(shù)在多徑傳輸對抗中應(yīng)用的較多。

三、其他無線通信抗干擾技術(shù)分析

1、多種輸出輸入技術(shù)。該技術(shù)在傳統(tǒng)傳播方式中應(yīng)用較廣，就是通過多天線將需要傳遞的信號(hào)發(fā)送出去，接收方也可以從多個(gè)途徑進(jìn)行接收，所以對于信號(hào)中斷問題比較有效。利用該技術(shù)后，即便一種信號(hào)受到干擾而中斷，但是其他信號(hào)依然會(huì)進(jìn)行傳輸，最終完成通信的傳遞，以避免因?yàn)楦蓴_而導(dǎo)致通信系統(tǒng)的崩潰。

2、虛擬智能化天線技術(shù)。虛擬智能化天線技術(shù)就是在特定區(qū)域，利用多信號(hào)接收天線接收相應(yīng)特點(diǎn)的信號(hào)。在接收信號(hào)的過程中，可以有效避免其他信號(hào)對該特定信號(hào)的干擾，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線信號(hào)傳輸。對于互調(diào)干擾而導(dǎo)致的信號(hào)中斷問題，虛擬智能化天線技術(shù)有奇效，從而有效保證無線信號(hào)的抗干擾能力。

結(jié)語：綜上所述，無線通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)漫長的過程。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信抗干擾技術(shù)也正逐步趨向多元化。對于我們來說，必須不斷研究、不斷實(shí)踐，通過進(jìn)一步優(yōu)化無線通信配置，改善無線通信運(yùn)行的環(huán)境，才能保障無線通信的高質(zhì)量，發(fā)揮其無可比擬的優(yōu)越性，從而推動(dòng)無線通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

篇8

    前言

    目前,我國大型石化企業(yè)在廠內(nèi)的通訊方式,一般仍然采用傳統(tǒng)的有線傳輸方式,即依靠有線通訊電纜來傳輸信號(hào),配合以傳統(tǒng)的程控交換機(jī)和防爆電話,防爆揚(yáng)聲器等等設(shè)備終端來實(shí)現(xiàn)在防爆區(qū)與非防爆區(qū)之間的通訊。這樣的通訊系統(tǒng)龐大,線纜眾多不易于人員維護(hù),加之廠區(qū)內(nèi)部腐蝕性氣體,工作環(huán)境,自然環(huán)境等經(jīng)年累月極容易造成設(shè)備的線纜損壞,影響通訊,由于是有線電纜連接在事故發(fā)生時(shí)更加容易遭受破壞。一旦通訊中斷,對企業(yè)的事故救援,員工的人身安全,都造成巨大的損失。所以要大力發(fā)展無線通訊網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)的應(yīng)用。 1、無線通訊技術(shù)的重要作用

    石化工廠廠區(qū)面積大,人員分布散,防爆區(qū)內(nèi)移動(dòng)作業(yè)人員和零散作業(yè)人員眾多。無線通訊系統(tǒng)對滿足人員通訊需要,加強(qiáng)防爆區(qū)內(nèi)分布人員的動(dòng)態(tài)管理,優(yōu)化廠區(qū)網(wǎng)路結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn),調(diào)度指揮的有線,無線互聯(lián)互通,相互結(jié)合的信息傳遞,保證企業(yè)安全高效的生產(chǎn)具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

    2、常用的無線通訊技術(shù)分析

    目前廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。 2.1 數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的工作環(huán)境,能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口,可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接,實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟,相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低,使得在很多應(yīng)用場合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí),數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展,智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。

    2.2 擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力,以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等,同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn),特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線(微波)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離(可達(dá)50km)、高速(可達(dá)百M(fèi)bps)無線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來傳輸對帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。

    3、短距離無線通訊技術(shù)簡介

    “藍(lán)牙(Bluetooth)”是一個(gè)開放性的、短距離無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是目前國際上最新的一種公開的無線通訊技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi),通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),使得近距離內(nèi)各種通訊設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享,也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語音和數(shù)據(jù)通訊。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動(dòng)通訊設(shè)備,使設(shè)備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通訊。  藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ),采用高速跳頻(Frequency Hopping)和時(shí)分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先進(jìn)技術(shù),為固定與移動(dòng)設(shè)備通訊環(huán)境建立一個(gè)特別連接。作為一個(gè)新興技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍(lán)牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無線通訊技術(shù),它必將在不久的將來滲透到生活的各個(gè)方面。

    4、超寬帶(UWB)技術(shù)研究

    超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末,此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通訊設(shè)備中使用。隨著無線通訊的飛速發(fā)展,人們對高速無線通訊提出了更高的要求,超寬帶技術(shù)又被重新提出,并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通訊方案。與常見的使用連續(xù)載波通訊方式不同,UWB采用極短的脈沖信號(hào)來傳送信息,通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz,因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通訊的同時(shí),UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小,僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機(jī)來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現(xiàn)有無線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通訊方式,它有望在無線通訊領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下: 

    4.1 抗干擾性能強(qiáng):UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào),系統(tǒng)具有較大的處理增益,在發(fā)射時(shí)將微弱的無線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。  4.2 傳輸速率高:UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s,有望高于藍(lán)牙100倍。  4.3 帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大,并且可以和目前的窄帶通訊系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。  4.4 消耗電能少:通常情況下,無線通訊系統(tǒng)在通訊時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發(fā)出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發(fā)送出去,并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波,所以消耗電能少。  4.5 保密性好:UWB保密性表現(xiàn)在兩方面:一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻,接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低,用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。  4.6 發(fā)送功率非常小:UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小,通訊設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通訊。低發(fā)射功率大大延長了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。  4.7 成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸,無需進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào),所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化,成本大大降低,同時(shí)更容易集成到CMOS電路中。 

    5、結(jié)束語

    總之,無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據(jù)現(xiàn)場需求及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方案,靈活性好,系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便,因此特別適合石化行業(yè)對通信鏈路的要求。

    參考文獻(xiàn):

    [1]方旭明,何蓉.短距離無線與移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)[M].北京:人民郵電出版社,2004. 

篇9

擴(kuò)頻通信有直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻、跳時(shí)擴(kuò)頻等幾種方式[2].擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中常采用的m 序列和Gold 序列，它們都有著較好的自相關(guān)特性，但其互相關(guān)函數(shù)存在大量的尖峰脈沖，這種現(xiàn)象特別是在多徑效應(yīng)的情況下對擴(kuò)頻通信十分不利。另外序列的數(shù)量有限，特別是m 序列，Gold 序列是通過m 序列優(yōu)選對生成的，其可用序列的數(shù)量也是有限的。同時(shí)它們都有安全性問題，只需知道序列的2n 個(gè)比特（n 為寄存器級(jí)數(shù)）的碼元就很容易破譯，這就影響到了擴(kuò)頻通信的安全。可見擴(kuò)頻技術(shù)主要受傳統(tǒng)的PN 碼的相關(guān)特性以及PN 地址碼個(gè)數(shù)的限制，且其抗截獲能力比較差，這對于采用擴(kuò)頻技術(shù)的CDMA 系統(tǒng)都是十分不利的。

混沌擴(kuò)頻通信使用混沌序列代替擴(kuò)頻通信的PN 碼，混沌序列的研究為選擇擴(kuò)頻碼開辟了新的途徑。混沌是由確定性方程產(chǎn)生的，只要方程參數(shù)和初值確定就可以重現(xiàn)混沌現(xiàn)象，而且由于它對初值極端敏感，所以混沌過程既非周期又不收斂[3].從理論上，混沌序列是非周期序列，具有逼近于高斯白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，并且混沌序列數(shù)目眾多，更適合應(yīng)用于擴(kuò)頻通信中作為擴(kuò)頻序列碼。混沌系統(tǒng)有著對初始條件特別敏感的特點(diǎn)，對于一個(gè)確定的混沌系統(tǒng)，兩個(gè)非常接近的初始條件（或參數(shù)）經(jīng)過長時(shí)間發(fā)展后，可以輸出完全不相關(guān)的結(jié)果。這樣就可以很方便的產(chǎn)生出大量的不相關(guān)的混沌序列，只需通過簡單的改變初始值。同時(shí)，這些混沌序列具有良好的相關(guān)特性，從有限長序列中不可能導(dǎo)出系統(tǒng)的初始條件，從而可達(dá)到保密通信的目的，這些特點(diǎn)使得混沌系統(tǒng)很適合于產(chǎn)生擴(kuò)頻通信中系統(tǒng)性能優(yōu)良的擴(kuò)頻序列。由此，本文用混沌序列作為擴(kuò)頻序列進(jìn)行了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的Simulink 建模仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確性，先進(jìn)性。

2 混沌擴(kuò)頻的基本原理

2.1 混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的框圖設(shè)計(jì)

該擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理框圖如圖1 所示，它按功能主要可以分為5 個(gè)部分：混沌序列產(chǎn)生部分、擴(kuò)頻調(diào)制部分、信道部分、解擴(kuò)部分和誤碼比較部分。信號(hào)在系統(tǒng)的處理過程為：

（1）先由信源端隨機(jī)生成準(zhǔn)備傳送的有用信號(hào)，有用信號(hào)經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)。

（2）然后由混沌序列生成模塊產(chǎn)生混沌序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，將擴(kuò)展頻譜的寬帶信號(hào)經(jīng)信道傳送，疊加上信道噪聲。

（3）經(jīng)過信道傳送以后，由本地產(chǎn)生的與發(fā)送端相同的混沌序列去完成相關(guān)檢測，即將收到的寬頻信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)。

（4）經(jīng)過解擴(kuò)的信號(hào)再經(jīng)過信息解調(diào)，恢復(fù)出發(fā)送的信號(hào)。將恢復(fù)出的信號(hào)與發(fā)送端的原始信號(hào)同時(shí)送入誤碼比較器進(jìn)行比較，計(jì)算出系統(tǒng)的誤碼率。

2.2 混沌序列性質(zhì)分析

目前應(yīng)用于產(chǎn)生擴(kuò)頻偽隨機(jī)序列碼的混沌映射主要有：Logistic 映射、改進(jìn)型Logistic映射、Chebyshev 映射和Tent 映射。這幾種混沌映射都屬于離散時(shí)間混沌系統(tǒng)，是目前研究較為集中的幾種映射。本文中選用Logistic 映射動(dòng)力方程[4].它具有很好的自相關(guān)性和互相關(guān)抑制性。 對于保密通信而言，既要求對初值的敏感性又要求信號(hào)的隨機(jī)性，敏感性越強(qiáng)同時(shí)隨機(jī)性越好，則保密性越強(qiáng)。這些特性可由概率統(tǒng)計(jì)特性均值、自相關(guān)和互相關(guān)性來定量描述。

當(dāng)混沌序列無限長時(shí)，Logistic 序列的自相關(guān)特性和白噪聲是一致的。Logistic 序列越長，互相關(guān)性越好。在碼分多址系統(tǒng)中，最主要的干擾是多址干擾，衡量抗多址干擾能力的主要指標(biāo)主要是碼間互相關(guān)性的大小。利用概率密度函數(shù)，可以計(jì)算得到所關(guān)心的一些統(tǒng)計(jì)特性p（x）關(guān)于偶對稱，自相關(guān)函數(shù)近似為δ 函數(shù)，互相關(guān)為零。其概率統(tǒng)計(jì)特性與白噪聲一致，適合于在保密通信中的應(yīng)用。

2.3 混沌序列與PN 序列的比較

在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，大都采用線性或非線性移位寄存器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼作為擴(kuò)頻序列，例如，m序列和Gold 序列。然而，這些序列碼集中的碼個(gè)數(shù)都很有限。在具有大容量的CDMA通信系統(tǒng)中，這些序列的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了容量的要求。另外，他們提供的保密性也很有限，容易破譯。根據(jù)以上所述的混沌序列的特性，可將混沌序列代替一般的偽隨機(jī)序列來作為擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻序列，即所謂的混沌擴(kuò)頻序列。

使用混沌擴(kuò)頻序列主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)[5]: （2）混沌序列容易產(chǎn)生和存儲(chǔ)。混沌序列只需要一個(gè)模型和初始條件就可以產(chǎn)生，而m序列、Gold 碼等PN 序列，由多級(jí)移位寄存器或其它延遲元件通過線性反饋產(chǎn)生，要獲得不同的隨機(jī)序列，必須對其產(chǎn)生的隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行緩存，不如混沌序列產(chǎn)生方便。

（3）混沌序列對初始參數(shù)極其敏感，即使對相差為10?6的兩個(gè)初值，經(jīng)過混沌模型數(shù)次迭代后產(chǎn)生的序列也將變得毫不相關(guān)，這樣可通過混沌模型產(chǎn)生大量不相關(guān)的序列。而m序列和Gold 碼序列長度只能固定，并且序列的數(shù)量有限。

（4）混沌序列的保密性要好于PN 序列。混沌序列具有確定的、隨機(jī)的和不可預(yù)測的特征，并且具有連續(xù)寬頻譜特征。混沌系列沒有周期，類似于一個(gè)隨機(jī)過程，且任意截取一段序列，均不能預(yù)測出整個(gè)序列，不同于普通擴(kuò)頻系統(tǒng)中的偽隨機(jī)序列。

可見，混沌序列用于擴(kuò)頻調(diào)制，理論上可以進(jìn)一步改善其性能。

3 MATLAB/SIMULINK 簡介

MATLAB 是美國Mathworks 公司生產(chǎn)的一個(gè)為科學(xué)和工程計(jì)算專門設(shè)計(jì)的交互式大型軟件，是一個(gè)可以完成各種精確計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的、可視化的、強(qiáng)大的計(jì)算工具。MATLAB軟件包括兩大部分：數(shù)值計(jì)算和工程仿真。其數(shù)值計(jì)算部分提供了強(qiáng)大的矩陣處理和繪圖功能；在工程仿真方面，MATLAB 提供的軟件支持幾乎遍布各個(gè)工程領(lǐng)域，并且不斷加以完善。SIMULINK 是基于框圖的仿真平臺(tái)，它掛接在MATLAB 環(huán)境上，以MATLAB 強(qiáng)大的計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框圖進(jìn)行仿真和計(jì)算。在SIMULINK 環(huán)境下使用通信系統(tǒng)仿真模塊庫中的模塊，可以很方便的進(jìn)行通信系統(tǒng)的仿真，直觀的圖形輸出讓我們可以很清楚地看到仿真結(jié)果。

4 混頻擴(kuò)頻系統(tǒng)的建模與實(shí)現(xiàn)

4.1 混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型設(shè)計(jì)

在 simulink 環(huán)境下，在通信系統(tǒng)仿真模塊庫中選擇本系統(tǒng)仿真所需要的各個(gè)模塊，搭建仿真模型，如圖3 所示。

4.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果與性能分析

5 結(jié)論

本文給出了一種基于MATLAB/SIMULINK 的混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型，驗(yàn)證了基于混沌序列的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的工作機(jī)理。從仿真的結(jié)果中的誤碼率和信號(hào)波形兩個(gè)方面都可以驗(yàn)證利用混沌序列進(jìn)行擴(kuò)頻通信是一種更為優(yōu)良、可靠的通信傳輸手段。本文所設(shè)計(jì)的仿中國科技論文在線真框圖，具有良好的性能和可視化的優(yōu)點(diǎn)，下一步可以研究具有自適應(yīng)特性的、對調(diào)制方式、載波數(shù)、擴(kuò)頻碼的參數(shù)可以適時(shí)更改的、更加智能化和實(shí)用化的混沌序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。隨著第三代通信的發(fā)展，保密傳輸變得越來越重要了，混沌序列直接擴(kuò)頻提供了比傳統(tǒng)的擴(kuò)頻系統(tǒng)更好安全性[7].比如非周期性、對初始值及參數(shù)的敏感性、非二元性、偽隨機(jī)性等都在傳輸安全中有更好的優(yōu)越性，再加上混沌序列具有無窮的多樣性，從而為通信質(zhì)量和系統(tǒng)容量的提高奠定了理論基礎(chǔ)[8, 9]。

[2] 胡健棟，鄭朝輝等。碼分多址與個(gè)人通信[M].北京人民郵電出版社，1996.

篇10

【關(guān)鍵詞】低壓電力載波 通信 原理 技術(shù)

電力載波通信在我國的應(yīng)用時(shí)間尚短，但是這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)傳入我國，就以極高的速度發(fā)展，并取得了驚人的成效。當(dāng)前，我國的高壓電力載波通信已經(jīng)發(fā)展為一種基本的通信方式，在我國的電力系統(tǒng)中，發(fā)揮著重要的作用。然而，低壓電力載波通信在近幾年也受到了重視，各種低壓電力載波通信技術(shù)正在迅猛發(fā)展，具有巨大的市場潛力。低壓電力載波通信就是通過電力輸電線路進(jìn)行對信息的傳輸，它可以分為高壓電力載波通信、低壓電力線載波通信和中美壓電力載波通信。所以低壓電力通信只是電力載波通信中的一種，但同樣具有電力載波通信的一般優(yōu)點(diǎn)，投資省、見效快、可靠性高，以及與電網(wǎng)建設(shè)同步等他特點(diǎn)。低壓電力載波通信在水電站、農(nóng)電以及邊遠(yuǎn)山區(qū)等地區(qū)的使用方便，更加使用于在這些地方使用。

1 低壓電力載波通信的基本原理分析

1.1 擴(kuò)頻載波通信技術(shù)

擴(kuò)頻載波通信技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，可在民用通信上得到廣泛的應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)是將所發(fā)送的信息展寬到一個(gè)比信息帶寬得多的頻帶上，然后通過接收端的接收再將其恢復(fù)到信息帶寬的一項(xiàng)技術(shù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)是利用偽隨機(jī)編碼來調(diào)制待傳送的信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對頻譜擴(kuò)散后的傳輸，然后在接收端采用同樣的編碼對其進(jìn)行解調(diào)和相關(guān)的處理。

根據(jù)相關(guān)的科學(xué)理論，如果將頻帶的寬度適當(dāng)?shù)卦黾樱涂梢栽谳^低的信噪比情況下，用相同的信息率以任意小的差錯(cuò)概率進(jìn)行傳輸信息。這說明，頻譜擴(kuò)展技術(shù)可以很好地對信號(hào)進(jìn)行隱蔽，而且還具有很好的抗干擾能力，能夠適應(yīng)低壓電力網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜的各種噪音的干擾。

1.2 正交頻分復(fù)用原理

正交頻分復(fù)用技術(shù)主要是利用相互重疊的子信通道和應(yīng)用并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及正交頻分復(fù)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對信息的傳輸，它一種利用多載波的調(diào)制技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以將所要傳輸?shù)男畔⒎譃槎鄠€(gè)子信號(hào)，然后利用這多個(gè)子信號(hào)分別對多個(gè)相互正交的子載波進(jìn)行調(diào)制，隨后再同時(shí)發(fā)送，最后在接收端對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而達(dá)到提高數(shù)據(jù)傳輸效率的目的。并行數(shù)據(jù)傳輸可以通過提高多個(gè)信號(hào)的擴(kuò)散效率來有效抵抗脈沖干擾噪聲的影響。

在具體的發(fā)送過程中，首先對所發(fā)送的串行數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制，同時(shí)在碼元之間插入循環(huán)前綴，再將之前的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾波以后，這些數(shù)據(jù)被耦合到低壓電力線進(jìn)行信號(hào)傳播。在接收端，通過對接收到的信號(hào)的相應(yīng)處理，再通過相應(yīng)的變換就可以恢復(fù)到初始傳播的信號(hào)。

同擴(kuò)頻載波通信技術(shù)一樣，多載波的正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)也具有很好的抗干擾能力，另外，還具有較高的帶寬利用率，而且它還靈活地將信息分配到不同的載波頻寬，因而可以很好地克服窄帶干擾和頻率選擇性衰落，而且它還可以通過與前向糾錯(cuò)碼結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對脈沖噪音的干擾。因此，正交頻分復(fù)用技術(shù)是在低壓電力配電網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字的傳輸?shù)睦硐脒x擇，它與信道編碼和交織技術(shù)的結(jié)合能夠達(dá)到可靠和有效的通信效果。

2 低壓電力載波通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

這種技術(shù)就是在發(fā)射端利用高速率的擴(kuò)散序列將信號(hào)頻譜擴(kuò)散出去，在接受段用相同的擴(kuò)頻碼序列對信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)散，將接收到的信號(hào)還原為原來的信號(hào)。這種技術(shù)的抗干擾能力十分強(qiáng)大，而且不易對其他的信號(hào)產(chǎn)生影響，也不易被其他接受裝置截獲，應(yīng)用十分可靠。

2.2 多載波碼分復(fù)用技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的就是將正交頻分復(fù)用技術(shù)直接應(yīng)用于載波碼分復(fù)用技術(shù)上。它是首先將每個(gè)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，再將擴(kuò)頻后的每個(gè)芯片調(diào)制到一個(gè)載波上，再通過信道進(jìn)行傳輸。而在接收以后，需要進(jìn)行正交頻分復(fù)用的解調(diào)、解擴(kuò)以及進(jìn)行并行和串行之間的變換，從而實(shí)現(xiàn)對原始信號(hào)的檢測和恢復(fù)。多載波碼分復(fù)用技術(shù)的抗干擾能力也相當(dāng)強(qiáng)大，而且還具有極高的頻帶利用率，能夠有效將由于時(shí)延擴(kuò)展而出現(xiàn)的負(fù)作用避免，與正交頻分復(fù)用技術(shù)相比較，其克服子載波的衰落作用更加明顯。

另外，鏈碼自適用調(diào)制技術(shù)可以保證對信息的發(fā)送成功，因?yàn)樵谛畔l(fā)送不成功的情況下，利用該技術(shù)可以嘗試重新發(fā)送，直到發(fā)送成功為止。自動(dòng)中繼技術(shù)可以有效提高中繼信號(hào)的質(zhì)量，降低誤碼率。

3 總結(jié)

當(dāng)前國內(nèi)外對低壓電力載波通信技術(shù)的研究和應(yīng)用在通信領(lǐng)域已經(jīng)十分廣泛，同時(shí)通信技術(shù)也逐漸滲透到了更多行業(yè)的發(fā)展中，在市場上占有巨大的應(yīng)用地位和發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢捎谖覈娏?yīng)用場所的特殊性和應(yīng)用環(huán)境的惡劣，都對通信信道的建立設(shè)置了障礙。經(jīng)過技術(shù)研究，可以通過建立相應(yīng)的參考模型以及使用相應(yīng)的技術(shù)對這種嚴(yán)峻的自然環(huán)境進(jìn)行克服。通過對直接序列擴(kuò)頻技術(shù)、多載波碼分復(fù)用技術(shù)、鏈碼自適用調(diào)制技術(shù)、自動(dòng)中繼技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用有效實(shí)現(xiàn)對低壓電力載波通信技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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