扩频通信在无线局域网中的应用

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1、扩频通信在无线局域网中的应用计算机与信息学院通信工程专业2班俞啟男摘要：无线局域网是计算机通信来统中的一个重要的部分，具有传输速率高、安全保密性强、使用灵活方便等特点。扩频技术不仅具有很强的抗干扰性能，而且安全保密、杭多径干扰等功能也备受人们青睐，把扩频技术用于无线局网中.必将使无线局域网的整体性能大大提高，满足各种情况下对系统的要求。本文介绍了无线局域网调制方式及扩频技术的理论基础和工作方式，并对常见的两种扩频技术的性能进行分析比较。关键字：扩频；抗干扰；无线局域网；频带；调制；解调引言无线局域网是一种高速计算机通信网，也是全球个人通信的一个重要组成部分。近年来，有线局域网的使用

2、已非常普及，世界各国联入局域网的微机数量巨大，大大提高了工作效率和生产效率。但有线局域网有其本质的缺陷:网中的站不可移动，布线、改线不易，抗毁性差等。无线局域网采用无线方式传输，正好克服了有线局域网的本质的不足，且无线局域网具有传输速率高(可一与有线局域网相比拟)、安全保密性好、抗干扰能力强、使用灵活等优点。 1.扩频通信技术 扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据.扩频通信的产生也是通信的

3、需要，主要是出于对无线通信安全性的考虑，于是，产生了以拓宽带宽来为代价的扩频通信技术. 1.1扩频技术的理论基础  信息论中关于信息容量的仙农公式为:C=WLog2(1十P/N)式中: C—信道容量(用传输速率度量)，W—信号频带宽度，P—信号功率，N—白噪声功率。式(1-1)说明，在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比P/N是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比P/N(S/N)情况下，传输信息。扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点，由此为扩频通信的应用奠定了基础。1.2扩频技术的主要工作方式。目前，扩频通信技术的扩频方式主要有:直接序

4、列扩频、跳频、跳时、线性调频，此外，还有这些扩频方式的各种组合方式，各种扩频方式都有自己的特点和共性，在无线通信中不同程度。扩展频谱技术具有很强的抗干扰性能，多址能力强、频谱利用率高和安全保密性好也是扩频技术固有的优点，因而被广泛地应用于通信的各个领域，发展非 常迅速。将扩频技术用干无线局域网中，必将大大提高系统性能，满足各种情况下对系统提出的要求。2．扩频技术在无线局域网中的应用 无线局域网扩频技术目前已有直接序列扩频、跳频、跳时三种基本方式。2-1．直接序列扩频直接序列扩频是直接利用具有高码率的扩频码序列，在发射端采用各种调制方式扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列去进

5、行解码，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。它是一种数字调制方法，具体地说，就是将信源与一定的PN码(伪噪声码)进行模二加。由信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流，伪随机码产生器产生伪随机码c(t)，每一伪随机码宽度或切普宽度为Tc。将信息码a(t)与伪随机码c(t)进行相乘或模二加，产生一速率与伪随机码速率相同的信频序列d(t)，然后用信频序列d(t)去调制载波，这样就可以得到已扩频调制的射频信号s(t)，即s(t)=a(t)c(t)cos(w0t)。而直扩信号的接收一般采用相关接收，通过解扩和解调两步进行。 2.2跳频扩频  跳频扩频技术是通过伪随机码的调制，使载波

6、工作的 中心频率不断跳跃改变，而噪音和干扰信号的中心频率却不会改变。这样，只要收、发信机之间按照固定的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达到同步，排除噪音和其他干扰信号。跳频技术用一定码序列进行选择的多频率频移键控，也就是用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变，所以称为跳频。发射端信息码序列与扩频码序列组合以后按照不同的码字去控制频率合成器，其输出的频率根据码字的改变而改变，从而形成了频率的跳变。表明了什么时间采用什么频率进行通信，时间不同频率也不同。 扩展频谱技术具有抗干扰性强、信息保密性好、易于实现码分多址和抗多径干扰四个特点，下面主要论述它的抗干扰性。扩频通信系

7、统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。另外，由于接收端采用扩频码序列进行相关检测，空中即使有同类信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的码序列，干扰也起不了太大作用，因此抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点。 3.1抗干扰性强 扩频本身具有一定的抗干扰能力，用“扩频处理增益Gp”来表示，即Gp=W/F;其中，W是扩频信号带宽，F是信息带宽。它表示了扩频系统信噪比改善的程度，Gp越大，则抗干扰能力越强，其代价是带宽的增加。受器件水平、捕获同步和宽带均衡等实际条