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短波扩频通信技术初探

出处:论文网
时间:2017-08-20

短波扩频通信技术初探

  1 短波扩频通信

  短波扩频通信系统采用QPSK调制与多进制扩频技术。发送端在进行数据发送之前,会预先发送一段同步伪码用于接收端的信号同步与捕获,扩频调制信号在短波信道中进行传播之后,有可能存在多普勒频移、多径和噪声干扰。接收端经过解调、信号捕获同步后,对扩频数据进行多普勒频移校正、解扩、纠错译码后恢复原始数据。

  1.1 扩频通信技术

  扩展频谱技术,通常指的是借助比信号宽带宽很多的频带宽度完成信息传输的技术,它指的是发送出去的信息被展宽到一个较宽的频带上,随后在接收端通过相关接收,再把信号恢复到最开始的信息。从二十世纪五十年代中期开始,到现在的60多年的时间内,扩频通信技术的发展速度较快,同时在越来越多的领域得到应用,例如,航天、全球定位系统、卫星通信和信息保密等这些方面,都展示了扩频通信技术极强的生命力。在电子对抗的时代,扩频技术还被广泛的应用于导航、通信及识别信息综合系统,同时在军事上给予较大帮助,提供较为先进的联合指挥系统,它在电子对抗中,是较强的一种手段。

  1.2 短波扩频系统的伪随机序列

  m序列是目前CDMA系统中采用的最基本的PN序列,是最长线性移位寄存器序列的简称,在伪随机序列中,是非常重要的一种序列,这种序列的产生较为容易,同时,它的自相关性比较优良。在直扩系统中,这种序列主要用于对要传递的信号进行扩展,在跳频系统中,主要用于控制跳频系统的频率合成器,完成随机跳频图案的组成[1]。m序列是伪随机序列的一种,均衡性是它的一个特点,基于m序列的均衡性,可以使得调制后的载漏有效降低,让信号的隐蔽性更强,更加适应系统的工作需要。游程分布是m序列的第二个特征,在一个序列中,将取值相等的相继元素统一称为一个游程,在一个游程之中,游程长度指的是元素的个数。m序列的另外一个特征就是周期性,m序列的周期为3557953.png,r表示的意思是反馈移位寄存器的级数。因为m序列具有周期性的特征,所以其功率谱的每一个谱线的间隔频率1/NTC都为整数倍[2]。依靠测量得到m序列的功率谱,进而容易确定该序列的周期,最终将SR的级数准确的定下来。只要将SR的反馈逻辑筛选出来,该m序列的复制就非常容易,所以,根据m序列的这个特点,可以推出m系列的保密性不强。

  当选用伪随机序列当作码分多址通信的地址码时,m序列的限制性很强。m序列虽然在性能上有较强的表现,但是长度相同的m序列的数量不多,同时,每个序列之间的相互关值并不都好。R?Gold在上个世纪六十年代提出了一种基于m序列的码序列,这种序列被称为Gold码序列。该序列的互相关和自相关特征比较优良,除此之外,用于地址码的数量比m序列要多很多。这种码发生器的结构较为简单,并且很容易实现。所以,Gold码在较多工程领域都有广泛的运用,例如应用于组网工作的雷达、码分多址通信和报警系统等等。

  2 RAKE接收

  RAKE进行接收时,首先是借助导频信息求相关接收到的信号,以此来得到大致的信道信息和同步信息。接着,再使用L个相关器对期望信号的L个最强的多径分量进行捕获,随后借助一个加权网络获得这个L个相关器输出的组合,利用它完成期望信号的判决检测。RAKE接收机给出的基于L个判决统计量的组合展示了分集接收的思想,衰落问题可以借助分集接收进行改善,进而对系统的性能进行增强和完善。

  为了保证收端的帧同步,在普通的通信系统中,可以运用集中插入同步法。帧同步码采用集中插入的方式,同时提出相应的要求,即在接收端进行同步识别时出现伪同步的可能性应该尽量小,同时要求该码组拥有尖锐的自相关函数,以便于快速的识别出来,与此同时,识别器也应该尽量简单。现阶段,应用的最为广泛的是“巴克码”,“巴克码”在性能上的优势非常明显,该码是一种具有特殊规律的二进制码组,同时,它为一个非周期性的序列。

  3 结束语

  综上所述,扩频通信技术的应用随着社会的进步和时代的发展,被应用到越来越多的领域,近年来,在民用通信中也有很好的发展前景,是现阶段通信技术的新热点。因此加强对扩频技术深度的研究,具有非常重要的意义。由于笔者理论知识水平有限,提出的观点和看法不够全面,还请各位专家学者提出宝贵意见,以便笔者进行进一步的思考和研究。

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