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10.4 擴頻技術

擴展頻譜（SpreadSpectrum,SS）通信技術目前已經被廣泛運用在軍事和民用通信系統中。擴展頻譜技術一般簡稱為擴頻技術。

10.4.1 擴頻技術概述

擴頻技術是一種信號帶寬遠大于傳送信息帶寬的傳輸方法。信號帶寬是受某一獨立于傳送信息的偽隨機序列控制的，在接收端采用同步的偽隨機序列來進行解擴及信息恢復。

目前人們一般認為擴頻技術的理論基礎是香農的信道容量公式，但是擴頻理論實際上是和香農的信息理論幾乎在同一時期逐漸發展并建立起來的。香農理論雖然不能直接用到抗干擾研究中，但是它給出的結果確確實實影響了通信工程師們的想法。

相對于普通的窄帶調制，擴頻技術的優點主要體現在以下幾方面。

（1）具有低截獲概率特性

當擴頻系統的信號頻譜帶寬遠大于所傳信息帶寬時，相對常規系統而言，擴頻信號占據了更大的帶寬，因此在發射功率相同的情況下，擴頻信號的功率譜密度要遠遠小于常規系統發射信號的功率譜密度。而在接收端，擴頻系統甚至可以在信號完全淹沒在噪聲的情況下工作。此時，在不了解擴頻信號有關參數的情況下，偵察接收機難以對擴頻信號進行監視、截獲，更難以對其進行測向。因此，擴頻信號具有天然的低截獲概率特性。

（2）抗干擾能力強

擴頻技術發展的一個最初的目的就是增強系統對干擾的抗拒能力。擴頻系統通過接收端的解擴處理，使解擴后的干擾功率被大大壓制，而擴頻信號本身在解擴前后的功率可以近似保持不變。因此，擴頻技術的采用提高了接收機信息恢復時信號的信干比，相當于提高了系統的抗干擾能力。

（3）具有高時間分辨率

由于擴頻系統的信號帶寬寬，因此，在接收端對接收信號進行相關處理時，其時間分辨率較窄帶系統要高得多。這樣，擴頻技術非常適合在雷達、導航定位、制導及高精度授時等領域應用，用以提髙雷達的距離分辨率、導航定位和制導的精度。

（4）具有信息保密性

當擴頻系統采用的偽隨機序列周期很長，且復雜度較高時，敵方難以識別擴頻信號的有關參數，信息不易被破譯和截獲，所以說擴頻技術具有天然的保密特性。

（5）具有碼分多址能力

當不同的擴頻系統用戶采用互相關特性較好的偽隨機序列作為擴頻序列時，這些系統可以在同一時刻、同一地域內工作在同一頻段上，而相互造成的影響（事實上是干擾）可以很小，這就是擴頻系統的碼分多址。

擴展頻譜技術至今已經歷了近60年的發展，今天人們仍然在對擴頻技術進行研究。但是擴頻技術的基本種類卻沒有什么變化，主要的擴頻技術有以下兩種。

（1）直接序列擴頻（DirectSequenceSpreadSpectrum,DSSS）。直接序列擴頻技術一般簡稱為直擴技術，是指直接用偽隨機序列，對己調制或未調制信息的載頻進行調制，達到擴展信號頻譜目的的擴頻技術。用于直擴技術的偽隨機序列碼片速率和擴頻的調制方式決定了直擴系統的信號帶寬。

（2）跳頻擴頻（FrequencyHoppingSpreadSpectrum,FHSS）。跳頻擴頻指采用偽隨機序列控制系統發射信號頻率，使其按照一定的規律，在給定的頻段內周期地跳變。

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