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扩频,跳频很神秘?其实它就在我们身边

 笑笑生77uvusv8 2020-08-23


你肯定听说过扩频,跳频,但是也许你并不了解它,只是觉得很高级。其实,它就在我们身边,比如蓝牙耳机。如果有人和你说什么跳频电台多么牛,不要听忽悠。把一个当今非常常见的技术从 2.4 GHz 拿到短波频率上就高级了?今天,让我们简单介绍一下有关这种方式的几个小问题,帮助大家理解。

根据香农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式,即香农公式:C=W×Log₂(1+S/N)

式中:C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率

由式中可以看出:

为了提高信息的传输速率 C ,可以从两种途径实现,既加大带宽 W 或提高信噪比 S/N 。换句话说,当信号的传输速率 C 一定时,信号带宽 W 和信噪比 S/N 是可以互换的,即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求,当带宽增加到一定程度,允许信噪比进一步降低,有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处,这就是扩频通信的基本思想和理论依据。

简单来说,扩频的一般概念就是把射频信号扩展到频域的一个更宽的范围。从广义上讲,一个典型的 SSB 信号就是在 3 kHz 带宽上的“扩频”。一般来说的扩频通信,发射信号的载波频率会随着时间发生变化。

为什么要用扩频通信呢?扩频有什么好处?

最明显的,扩频能够抵抗很多干扰,在接收机中,没有使用相同的扩频算法的信号在宽带范围内被完全抑制。另外,扩频信号还可以有效地与其他信号叠加在频带中,从而扩展了频率利用率。保密性好,由于许多扩频技术采用码分多址技术,可以通过伪随机码来实现保密通信。

扩频通信的方法有多种,但我们听到的最多的是跳频。跳频扩频技术就是以快速的方式将发射的载波频率从一个频率信道移动到另一个频率信道,通常停留在一个频率上的时间非常短。用发送站和接收站共享的代码生成伪随机跳序列,通过频率跳使它们保持同步。跳频扩频系统的载波频率随时间从一个频率值迅速变化(跳频)到另一个频率值。频率的变化序列由发射站和接收站之间使用的伪随机码确定,也就是说,每个电台的频率都使用相同的顺序在变换。

扩频通信在WiFi,蓝牙,手机网络,卫星等领域都有诸多应用。现在,在业余无线电圈里再听到别人谈起跳频,您还觉得神秘莫测么?是不是觉得这高科技手段不是非常适合我们业余无线电爱好者在实际通信中应用?

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