1扩频技术的发展
CDMA的简介
CDMA的简介CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址,是在无线通讯上使用的技术,CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz),且把其他使用者发出讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 问题。
CDMA中所提供语音编码技术,通话品质比目前GSM好,且可把用户对话时周围环境噪音降低,使通话更清晰。
就安全性能而言,CDMA不但有良好的认证体制,更因其传输特性,用码来区分用户,防止被人盗听的能力大大增强。
Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术,为IMT-2000的重要基础技术,将是第三代数字无线通信系统标准之一。
一,CDMA的发展史:CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。
第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。
1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。
全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。
在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。
在美国,10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。
到今年4月,韩国有60%的人口成为CDMA用户。
在澳大利亚主办的第28届奥运会中,CDMA技术更是发挥了重要作用。
CDMA技术的标准化经历了几个阶段。
IS-95是cdmaONE系列标准中最先发布的标准,真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A,这一标准支持8K编码话音服务。
其后又分别出版了13K话音编码器的TSB74标准,支持1.9GHz的CDMA PCS系统的STD-008标准,其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。
CDMA概述及原理
A。采用IS-95规范的CDMA系统统称为CDMAOne。对 应CDMA2000技术的演进过程,CDMA各阶段系统的描述如 表3-1-2所示。
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3.1 移动通信发展史及CDMA标准
• 5.为什么需要3G • 随着时代的进步,人们对移动通信提出了更高的要求。 • 2G系统虽然可以比较好地提供移动语音通信,但是对于用户不断增
室,即著名的先进移动电话系统AMPS。其后,北欧(丹麦、挪威 、瑞典、芬兰)和英国相继研制和开发了类似的NMTS(Nord icMobileTelephoneSystem)和TACS( TotalAccessCommunicationSystem )移动通信系统。中国在1987年开始使用模拟制式蜂窝电话通信 。1987年11月,第一个移动电话局在广州开通。 • 仅仅几年后,采用模拟制式的第一代蜂窝移动通信系统就暴露出了容 量不足、业务形式单一及语音质量不高等严重弊端,这就促使了对第 二代蜂窝移动通信系统的研发。
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3.2 CDMA的基本原理
• 2.扩频与解扩频过程 • 扩频通信技术是一种信息传输方式:在发送端采用扩频码调制,使信
CDMA通信原理知识介绍
CDMA(码分多址)是一种多址接入技术,允许多个用户在同一频段上同时进行通信。 它通过给每个用户分配一组独特的扩频码(也称为伪随机码或扩频序列),来区分不同 的用户信号。CDMA技术的核心在于扩频,即将信息数据与扩频码进行调制,扩展信
号带宽,使信号在传输过程中具有更强的抗干扰能力。
CDMA技术的发展历程和应用领域
05 CDMA通信的优势与局限 性
CDMA通信的优势
抗干扰能力强
CDMA采用扩频技术,能够有效抑制干扰信 号,降低误码率。
保密性好
CDMA中的扩频编码具有很好的保密性,能 够实现安全的无线通信。
频谱利用率高
CDMA允许用户在相同的频段上共享频率资 源,提高了频谱利用率。
软切换和软容量
CDMA支持软切换技术,提高了通信的稳定 性和覆盖范围。
04 CDMA通信的关键技术
功率控制技术
总结词
功率控制技术是CDMA通信中的重要技术之一,用于平衡不同用户之间的干扰和信号强度,确保通信质量。
详细描述
在CDMA通信系统中,多个用户共享相同的频谱资源,因此需要有效地控制各个用户的发射功率,以减小相互之 间的干扰。功率控制技术通过动态调整用户的发射功率,保证接收端能够可靠地接收信号,同时降低对其他用户 的干扰。
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CDMA与其他通信技术的融合与比较
CDMA与OFDMA的融合
将CDMA的扩频技术与OFDMA的高效频谱利用技术 相结合,实现更高速的数据传输。
CDMA与MIMO的融合
利用MIMO技术提高CDMA系统的空间分集增益和 容量。
CDMA与毫米波通信的融合
探索在毫米波频段应用CDMA技术,以实现超高速 无线通信。
软切换技术
CDMA和GSM是什么意思?
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
GSM是Global System for Mobile Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。
GSM是基于窄带TDMA制式,允许在一个射频同时进行8组通话。
GSM80年代兴起于欧洲,1991年投入使用。
到1997年底,已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准,到了2001年,在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。
但GSM系统的容量是有限的,在网络用户过载时,就不得不构建更多的网络设施。
值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异,它除了提供标准化的列表和信令系统外,还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。
GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡,人们称之为SIM卡,并且机卡可以分离,这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。
GSM手机还允许用户接收160字长度的短信息。
通话清晰的CDMA:CDMA是Code-Division Multiple Access的缩写,全称码分多址,由美国高通公司最早研制出来。
但此时正值GSM大占天下的时候,所以几乎没有一个移动通讯商敢使用它,最后是韩国人让CDMA绝境逢生。
在90年代初,韩国政府一直想寻找发展本国电子制造工业的机会,当它发现欧洲几乎已经垄断了GSM市场之后,它果断地向CDMA抛出了绣球,CDMA从那时开始发展起来。
CDMA可以在有限的频谱范围内支持更多的用户,同时具备良好的抗干扰性及抗衰耗性。
卫星通信抗干扰技术的发展与扩频技术
1卫墨 通信 系统 抗干扰 由于利 用 了扩 展频 谱技 术 ,将 信 号扩展 到 很宽 的频 带上 ,在接 收端 对 扩 频信 号进 行 相 关处 理 即带 宽压 缩 ,对 干扰 信 号而 言 , 由于 与扩 频信 号 不 相 关 ,则 被扩 展 到一 很宽 的 频带 上 ,使 之进 入 信 号通 频 带 内的干 扰功 率 降 低 许 多相应 增加 了相 关器输 出端 的信号 / 扰 比 ,因而 具有较 强 的抗 干扰 能 干 力 扩频 系 统的 抗干 扰 能力 主 要取 决 于系 统 的扩频 增 益 。对 大 多数 人为 干
跳频频 台器
l
l跳频 频合器
中心控制器 L一 跳频图案产生器 j
1跳频图案产生器 l -
l同步控制器
很宽 的频带 内扩 展其 能量 ,从 而扩 散其 干扰 效 果 。
跳 频 技 术 ( r q e c o p n )是 常用 的一 种 扩频 技 术 , 它是 采 用 F eu ny Hp i g 图一
低噪声放 大器
跳频 卫星 通信 系统 的 组成示 意 图
多个 载波 频率 , 它 的载频 受 到 一伪 随机 码 的控 制 ,不 断 地、 随机 地跳 变 , 可 看成 载 频按 照 一定 规律 变 化 的多 频频 移 键控 (l K 。跳 频系 统 中 的伪 bS) F 随 机序 列 是用 来选 择 信道 的。跳 频 电 台具有 较 高 的抗 干扰 性 能 ,在卫 星 通 信 中 ,跳频 通信 的抗 干扰 能 力主 要表现 在 : 1 )跳频 用 躲 闪 的方 式对 抗 人 为 的干扰 。对 于 单频 干扰 来 说 , 只有 干 扰 频 率正 好位 于 跳频 的信 道 上 ,干 扰信 号才 有 效 ;对 于 频带 干扰 来 说 , 由 于 干扰 信 息 的量 要平 均地 分 配 在整 个跳 频 频带 内, 因此对 于 干扰 机 是一 个
扩频通信中窄带干扰抑制技术的研究与发展
干扰 更 接近 实际 情况 。推 导 了在一 阶 自回归模 型干
抑 制 方 法 。 基 于 状 态 空 间 的 K l nB c 方 法 【 ama - u y 】
扰条 件 下线性 预 测方 法 的窄带 干扰 抑 制性 能优 化 的
和抽 头延 迟 线 结 构 的FR( 限 脉 冲 响应 ) I 有 线性 预 测
表 达 式 。 Ma r sy E在 C o e — , n lt a e ut ls d n l ayi l rs l a c s
f r te r et n o arw ad itr Fn e i N o h e ci f nro bn ne ee, n P j o f c
以便进 一 步促 进其 发展 与 应 用。 关 键词 高功 率 密度 ;窄带 干扰 ;通 信 系统 ;顽 存性
器 [ 线 性 预测 方 法 的两 种 基本 结 构 。线 性 预 测方 2 1 是 法 抑制 直扩 系统 中窄带 干扰 的理论 依 据为 :扩 频信
通 常情 况下 通信 的电磁 环境 十 分复 杂 。通 信条 件 比较 恶 劣 。 在模 式 繁多 和统计 特 性 时变 的干 扰 。 存 在 这些 干扰 中 .高 功率 密度 的窄 带 干扰 已经 成 为破 坏通 信 系统 顽存 性 最 主要 的 因 素 之 一 。虽 然 DS S S ( 直接 序 列扩 频 ) 信 系统 自身具有 一 定 的窄带 干扰 通 抑制 能力 。 但DS S S 抑制 窄 带 干扰 的前 提 条件 是 假设 直扩 信号 功率 远 大于 窄带 干扰 的功 率 .或 直扩 信号
闭 合 表 达 式 。Wa g Y C等 在R jcin o lpe n eet f mut l o i
圜
卫星通信抗干扰技术及其发展趋势
卫星通信抗干扰技术及其发展趋势摘要;卫星通信本质上属于无线通信方式,即在地球轨道上借助卫星实现中继通信。
它广泛应用于定位、检测和通信。
随着当今时代科学技术的发展和创新,以及人们对通信需求的不断增加,卫星通信技术逐渐成熟。
然而,由于大多数通信卫星处于地球静止轨道,这种独特的限制导致大量卫星部署在地球轨道上。
因此,对频率资源的利用有很大的限制。
面对日益增长的通信业务需求,我们要积极推进卫星通信抗干扰技术的创新和优化,在了解各种干扰因素的基础上有效应对,努力维护卫星通信的安全稳定。
关键词:卫星通信;抗干扰技术;发展;趋势1 卫星通信的干扰因素1.1 电磁干扰电磁干扰是影响卫星通信质量的典型因素。
当今时代,随着电子技术和信息技术的不断发展和创新,电子设备已经渗透到人类社会的各个角落,这些电子设备发出的电磁信号必然会影响卫星通信信号的传输,尤其是雷达系统、广播信号和微波通信,这种电磁干扰功率大,影响不可忽视。
此外,工业生产设备的电气噪声、医疗设备的电磁波以及地球站设施质量问题造成的杂波也在一定程度上影响了卫星通信的信号传输质量。
1.2通信系统干扰在卫星通信系统运行过程中,地面站与卫星之间的信号传输主要依靠通信信号处理设备来实现。
随着这项技术的广泛应用,技术创新没有同步提高,导致现有卫星频率资源不足。
它们中的大多数只能在同一频率上独立运行。
此外,由于相邻卫星之间的隔离不够,卫星通信之间可能存在耦合效应,导致通信质量下降。
1.3自然环境干扰自然环境干扰难以避免,主要是因为卫星处于宇宙环境中。
无论是太阳噪声、行星运动、大气粒子散射、电离层闪烁、太阳黑子异常等,产生的射线或能力都有能力产生覆盖范围广的高能电磁波束,这将不可避免地影响卫星通信系统的正常运行,信号传输质量降低。
2 卫星通信抗干扰技术分析2.1 扩展频谱技术扩频技术是将编码序列的频谱独立于信号进行扩展,使其带宽远远超过所需的最小范围。
扩频技术是目前应用最广泛的抗干扰技术。
UPS电源的现状及发展趋势
UPS电源的现状及发展趋势UPS(不间断电源)是保证电力供应连续性的重要设备,用于在电网故障或突发停电时提供电力支持。
UPS电源的现状和发展趋势主要涉及技术创新、市场需求和环保要求等方面。
1.技术创新:随着信息技术的不断发展,UPS电源也在不断创新。
目前,主流的UPS电源技术包括在线式双转换UPS、在线式扩频UPS、离线式UPS、混合式UPS等。
这些技术在提供稳定电力输出的同时,也越来越注重能效、可靠性和智能化等方面的改进。
2.市场需求:随着电子设备的不断普及和电力供应的不稳定性,人们对UPS电源的需求也日益增长。
特别是在一些关键行业,如金融、通信、医疗等领域,UPS电源的可靠性和稳定性要求更高,市场潜力巨大。
3.环保要求:随着全球对环境保护的重视,UPS电源的能效和环保性能也成为发展的关键。
近年来,一些高效节能的UPS电源已经问世,如采用IGBT技术、变频调速技术和太阳能等可再生能源的应用等,有效降低了UPS电源的能耗和对环境的影响。
1.高效节能:随着能源资源日益紧缺,UPS电源的高效节能已成为行业发展的必然趋势。
未来,制造商将继续投入研发,推出更加节能高效的UPS产品,降低能耗,提升能效比。
2.可靠性提高:UPS电源在关键行业的应用越来越广泛,因此产品的可靠性提高将是一个重要的发展方向。
未来,UPS电源制造商将加强对电源模块、电池组、系统软件等关键部件的研发和质量控制,提升产品的稳定性和可靠性。
3.智能化发展:智能化是未来UPS电源的发展方向之一、通过引入物联网技术、云计算等信息技术,使UPS电源能够实现远程监控、预测维护和故障诊断等功能,提高运维效率和用户体验。
4.储能技术应用:未来,随着储能技术的不断发展,如蓄电池、超级电容等,将在UPS电源中得到更广泛的应用。
这些储能技术不仅可以提供更长的备电时间,还可以与可再生能源相结合,实现UPS电源的绿色发展。
5.融合应用:随着信息技术的融合和发展,未来UPS电源可能会与其他系统进行融合应用,如与智能家居系统、工业控制系统等相结合,实现集成化管理和智能化控制。
1G到5G无线通信的发展
第四代移动通信系统-LTE网络(4G)--VOLTE语音
LTE网络语音通话基于分组数据通道承载,就是VoLTE(Voice over LTE)。VoLTE业务的开展需要手机和网络设备均要 支持。
满足用户正常使用volte功能的条件: 1、用户手机卡已开通volte业务 解决办法(发短信 DGVOLTE到10010开通volte功能) 2、用户手机终端支持volte功能,且手机终端设置已打开 volte 3、用户所在区域有4G网络覆盖
判断用户是否正常使用volte功能方法: 用户拨通电话的时候手机信号那里是否还显示4G。 安卓机不通话的时候显示有"HD"表示开成功了,苹果机不 显示“HD”通话时显示4G表示也开成功了。
第五代移动通信系统---(5G)
• 5G应用三大场景 • eMBB、mMTC、URLLC
• 5G关键技术(NFV/SDN/网络切片/Massive MIMO等)
➢ 火爆“江湖”的大哥大是1G时代 “最贵最 靓的仔”——它只能进行语音传输,接打电 话,还有距离的限制,容易出现串号、盗号 的现象,不久就被淘汰了,如今,只能成为 很多人的回忆了。
第二代移动通信系统-2G网络:
第一代移动通信系统模拟式蜂窝电话迅速发展,也开始显现出它的缺点,特别是在人口密集的大城市,由于模拟式蜂窝电话采 用的频分多址技术造成频率资源严重不足,同时,模拟式蜂窝电话易被窃听和码机(山寨),造成对用户利益的危害。 1982年,欧洲成立了GSM(移动通信特别组),任务是制订泛欧移动通信漫游的标准。GSM本来是欧洲成立的一个移动通信 小组的简称,这个小组在欧洲 的蜂窝移动通信方面作了大量的工作,他们对8个不同的实验方案进行了论证,最后制定了泛欧 洲的数字蜂窝移动通信系统,并用该研究小组名字的缩写“GSM”命名,GSM移动电话系统对频谱利用率高、容量大,同时 可以自动漫游和自动切换,采用EFR(增强全速率编码)后通信质量好,加上其业务种类多、易于加 密、抗干扰能力强、用 户设备小、成本低等优点,使移动通信进入了一个新的里程。
精品文档-扩频通信技术及应用(第二版)(暴宇)-第1章
第1章 扩频通信技术原理
换言之, 频带B和信噪比是可以互换的。 也就是说, 如果增加信号频带宽度, 就可以在较低信噪比的条件下以任 意小的差错概率来传输信息。 甚至在信号被噪声淹没的情况 下, 只要相应地增加信号带宽, 也能进行可靠的通信。 由 此可见, 扩频通信系统具有较强的抗噪声干扰的能力。
第1章 扩频通信技术原理
第1章 扩频通信技术原理 (2) 采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。由信 号理论可知, 在时间上有限的信号, 其频谱是无限的。 脉 冲信号宽度越窄, 其频谱就越宽。 作为工程估算, 信号的 频带宽度与其脉冲宽度近似成反比。 例如, 1 μs脉冲的带 宽约为1 MHz。
第1章 扩频通信技术原理 因此, 如果很窄的脉冲码序列被所传信息调制, 则可产 生很宽频带的信号, 这种很窄的脉冲码序列(其码速率是很高 的)即可作为扩频码序列。 其他的扩频系统(如跳频系统)也 都是采用扩频码调制的方式来实现信号频谱扩展的。需要说明 的是, 所采用的扩频码序列与所传的信息数据是无关的, 也 就是说, 它与一般的正弦载波信号是相类似的, 丝毫不影响 信息传输的透明性, 仅仅起扩展信号频谱的作用。
第1章 扩频通信技术原理
1.3 1.3.1
图1-1(a)为一周期性脉冲序列g(t)的波形及其频谱函数 A(f)。 图中E为脉冲的幅度,τ0为脉冲宽度, T0为脉冲的 重复周期, 并设T0=5τ0。 根据傅氏变换, 其频谱分布为一 系列离散谱线, 由基波频率f0及2f0、 3f0、 …高次谐波所 组成。
(b) 脉冲宽度τ0, 脉冲
(c) 脉冲宽度τ0/2, 脉冲周期为T0
第1章 扩频通信技术原理 (1) 为了扩展信号的频谱, 可以采用窄的脉冲序列调制 某一载波。 采用的脉冲宽度越窄, 扩展的频谱就越宽。 如 果脉冲的重复周期为脉冲宽度的2倍, 即T=2τ, 则脉冲宽 度缩窄对应于码重复频率的提高, 即采用高速率的脉冲序列 调制, 可获得扩展频谱的目的。 直接序列扩展频谱正是应用 了这一原理, 直接用重复频率很高的窄脉冲序列来展宽信号 的频谱。
扩频通信发展
扩频通信技术最初是在军事抗干扰通信中发展起来的[3],后来又在移动通信中得到广泛的应用[4],因此扩频技术的历史经历了两个发展阶段,而目前它在这两个领域仍占据重要的地位。
1. 在军事通信中的应用扩频通信系统是在50年代中期产生的,其最初的应用包括军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验系统以及其它方面[5]。
扩频技术的最初构想是在第二次世界大战期间形成的。
在战争后期,干扰和抗干扰技术成为决定胜负的重要因素。
战后得出了“最好的抗干扰措施就是好的工程设计和扩展工作频率”的结论。
跳频通信的思路就是在这段时期出现的:如果对窄带信号使用编码的频率控制,则可以使其在任何时间占据宽频段中的任何一部分,这样敌人要进行干扰就必须维持很宽的频段。
另一方面,直序扩频则起源于导航系统中高精度测距。
真正实用的扩频通信系统是在50年代中期发展起来的。
麻省理工学院林肯实验室开发的扩频通信系统F9C-A/Rake系统被公认为第一个成功的扩频通信系统,在该系统的研制过程中,首次提出了瑞克(RAKE)接收的概念并成功应用,该系统也是第一个真正实用的宽带通信系统。
第一个跳频扩频通信系统BLADES也在这段时期研制成功,在该系统中第一次利用移位寄存序列实现纠错编码。
在此期间,喷气实验室(JPL)在其空间任务中完成了伪码产生器的设计以及跟踪环路的设计。
自从扩频通信的概念在50年代开始成熟以后,此后的二十多年扩频通信技术仍得到很大的发展,但都只是局部的发展,如硬件的改进和应用领域的拓展。
而个人通信业务(PCS)的发展终于使扩频技术迎来了另一次大发展的机遇。
2. 在民用通信中的应用一直到80年代初期,扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用,这种状况到了80年代中期才得到改变。
美国联邦通信委员会(FCC)于1985年5月发布了一份关于将扩频技术应用到民用通信的报告[6]。
从此,扩频通信技术获得了更加广阔的应用空间。
扩频技术最初在无绳电话中获得成功应用,因为当时已经没有可用的频段供无绳电话使用,而扩频通信技术允许与其它通信系统共用频段,所以扩频技术在无绳电话的通信系统中获得了其在民用通信系统中应用的第一次成功经历。
2024年移动通信基础知识培训(全)
移动通信基础知识培训(全)一、引言移动通信作为现代通信技术的重要组成部分,已经深入到我们生活的方方面面。
随着移动通信技术的不断发展,对于移动通信基础知识的了解和掌握显得尤为重要。
本培训旨在帮助大家全面了解移动通信的基本原理、关键技术和发展趋势,为今后的工作提供有力支持。
二、移动通信基本原理1.移动通信系统组成移动通信系统主要由移动台、基站、交换中心和传输系统等组成。
移动台包括方式、平板等移动设备,基站负责与移动台进行无线信号传输,交换中心负责处理呼叫控制和用户鉴权等功能,传输系统则负责将信号从一个基站传输到另一个基站或交换中心。
2.无线信号传输(1)发射:移动台将语音或数据信号转换为无线信号并发射出去。
(2)传播:无线信号在空间中传播,可能会受到多种因素的影响,如衰减、多径效应等。
(3)接收:基站接收到无线信号后,将其转换为电信号并进行处理。
(4)解调:基站将处理后的电信号还原为原始的语音或数据信号。
3.无线信号调制与解调无线信号调制是将原始信号转换为适合在无线信道中传输的信号的过程。
解调则是将接收到的信号还原为原始信号。
常见的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等。
三、移动通信关键技术1.多址技术多址技术是移动通信系统中实现多个用户共享同一信道的关键技术。
常见多址技术有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等。
2.扩频技术扩频技术是通过扩展信号带宽来降低信号功率谱密度,从而提高信号的抗干扰能力和隐蔽性。
常见的扩频技术有直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS)等。
3.信道编码与解码信道编码是为了提高信号在传输过程中的抗干扰能力而进行的编码处理。
解码则是将接收到的信号进行解码,恢复出原始信号。
常见的信道编码技术有卷积编码、Turbo编码等。
4.数字信号处理数字信号处理技术包括滤波、调制、解调、信道估计等,是移动通信系统中实现信号处理的关键技术。
四、移动通信发展趋势1.5G技术5G技术是当前移动通信领域的研究热点,其主要特点包括高速率、低时延、大连接等。
CDMA技术发展历史
CDMA技术发展历史朱宾/文C DMA(Cod e Divis ion MultipleAc c e s s的缩写)直译为码分多址,是在数字通信技术的分支扩频通信的基础上发展起来的一种技术。
所谓扩频,简单地说就是把频谱扩展。
CDMA技术采用的是直接序列扩频方式,就是用具有噪声特性的载波以及比简单点到多点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。
扩频技术的起源要追溯到二战时期,这种思想的初衷是防止敌方对己方通信的干扰。
由于窄带通信采用的带宽只有几十kHz,只需要使用一个具有相同发射频率及足够大功率的发射机就可以非常容易地干扰对方的通信。
因为无论调幅、调频技术都很难从恶劣的信噪比环境中恢复原始信息。
C DMA这种新技术的想法就是通过特殊的码型处理,把信号能量扩散到一个很宽的频带上,湮没在噪声里,在接收端只有通过相同的码型才能把信号恢复出来(整个过程就像加密、解密一样),我们称之为直接序列扩频。
由于信号湮没在噪声里,故敌方很难侦测到。
因此,这种技术在军事领域中有着广泛的应用。
扩频技术——CDMA之母高通的码分多址(C DMA)技术起源于扩频通信技术,而扩频技术则来自于一个全然意想不到的人物的早期发现,她就是美丽的、富有洞见的女演员——海蒂拉玛。
拉玛1913年出生于奥地利的维也纳,本名为海德格伊娃玛丽亚齐尔斯尔。
1933年,拉玛在电影《神魂颠倒》中引起极大争议的裸体镜头,奠定了她的演艺生涯,最终她还主演了许多其他知名影片,例如《参孙和大利拉》及《白货》(W hiteCa r go)。
同一年,她嫁给了其六任丈夫的第一位——奥地利实业家弗里希(弗里茨)曼德尔。
大多数人只是简单地将海蒂拉玛看成一位权势大亨的漂亮尤物,像许多其他名人的妻子一样,但以后很多人却吃惊地发现她在技术和先进的战争科学方面具有极大的兴趣和能力。
当时,拉玛的丈夫曼德尔是个武器制造商,正在与纳粹进行着越来越多的交易。
因此,与曼德尔的婚姻使拉玛常置身于关于当时战争技术的有趣的话题中。
wifi的发展历程
wifi的发展历程
在过去的几十年中,无线网络技术取得了长足的发展和进步。
下面将介绍wifi的发展历程。
1985年,美国联邦通信委员会(FCC)发布了的第一个无线
通信标准,用于无线电频段2.4 GHz的通信设备。
这个标准被
称为ISM(工业、科学和医学)频段,其中包括了后来的蓝牙、WiFi和许多其他无线技术。
1997年,IEEE(电气和电子工程师协会)制定的802.11标准
开始试验,它使用了跳频扩频技术来实现无线局域网(WLAN)通信。
1999年,IEEE发布了第一个802.11标准,并成立了WiFi联盟,旨在推广、验证和保护无线局域网技术的互操作性。
WiFi联盟在市面上出现了“WiFi认证”的标志,用于表示产品
符合802.11标准。
2003年,IEEE发布了802.11g标准,它使用了OFDM(正交
频分复用)技术,提供更高的数据传输速率和带宽。
2007年,IEEE发布了802.11n标准,引入了MIMO(多输入
多输出)技术,有效地提高了无线网络的覆盖范围和数据传输速率。
2013年,IEEE发布了802.11ac标准,它进一步提高了速度和
覆盖范围,并引入了更高的带宽。
除了标准的演进,wifi还在频段的利用方面发生了变化。
如今,2.4 GHz和5 GHz频段成为了主流,其中2.4 GHz频段提供较
大的覆盖范围,5 GHz频段提供更高的速度。
随着技术的进步和需求的增加,wifi的发展前景也变得更加广阔。
随着5G技术的到来,无线网络将进一步提高速度、响应
时间和容量,为人们提供更好的网络体验。
浅谈扩频通信技术的发展
24 宽 带 线 性 调 频 .
发射的射频脉冲信号在 一个周期 内,其载频 的频率 作线 性变化 , 称 为 线 性 调 频 。 因 为 其 频 率 在 较 宽 的领 带 内变 化 ,信 号 的频 带 也 被 展宽了。这种 扩频调 制方式 主要用在雷达 中, 但在通信中也有应用 。
正实用 的扩频通信系统是在 5 0年代中期发展起来的 。麻省理工学 院
【 摘 要】 本文回顾 了扩频技 术发展历 史, 介绍 了扩频技术的理论基础 以及 实现频谱扩展 的方法, 以及各 实现 方法的技术特点 , 望了扩频 展 通信的未来发展趋势。 【 关键词】 扩频技 术; 发展 历史; 术特 点; 技 理论基础
1 扩 频 通 信 历 史
扩 频 技 术 的最 初 构 想 是 在 第 二 次 世 界 大 战 期 间 形成 的 。 战后 得 出 了 “ 好 的抗 干 扰 措 施 就 是 好 的 工 程 设 计 和 扩 展 工作 频 率 ” 最 的结 论 。 真
成 功 的 扩 频 通 信 系 统 。自从 扩 频 通 信 的 概 念 在 5 O年代 开 始 成 熟 以后 . 此 后 的二 十 多 年 扩 频 通 信 技 术 得 到 很 大 的发 展 ,但 都 只是 局 部 的 发 展 。 直 到 8 代 初 ,扩 频 技术 仍 然 主 要 应 用 在 军 事 通 信 和 保 密 通 信 O年
扩频通信本 身就是一种 多址 通信方式 , 为扩频多址 。 称 实际上是
码分多址 (D C MA) 一 种 , 不 同 的扩 频 码 组 成 不 同 的 网 。虽 然 扩 频 的 用 系 统 占用 了很 宽 的频 带 ,但 由 于各 网可 在 同一 时 刻 共 用 同 一频 段 , 其 频谱利用率甚 至比单路单载波 系统还要高 。 D C MA是未来全球个人 通
扩频通信技术发展状况及其在煤矿的应用
煤炭 一 直是 我 国 的主要 能源 ,我 国的煤 炭资 源大 都 埋藏 较深 ,需要 采用 井 工开 采 。 在井 工 开采 中 ,通信 工 作 非常 重要 ,它 关 系 到煤 矿 的安 全生 产和 矿 工 的生命 安 全 ,必 须 引起 高度 重视 。扩频 通信 技 术是 近 几十 年来 逐渐 发 展起 来 的一种 比较 先进 的通 信技 术 , 具有 抗干 扰 能 力强 等诸 多优 点 。本 文拟 在 回 顾我 国煤 矿 井 下通信 发 展状 况 的基 础上 ,对 将扩 频通 信 技术 引入 到 煤矿 井 下通信 中进 行 探讨 。
I . . 逼信王猩………………………….
扩 频通信技 术发展 状况 及其在煤矿 的应 用
天地 ( 常州 )自动化 股份有 限公 司 叶学伟
【 摘要 】 目前,我国的煤矿 井下通信 主要采用有线通信 方式,该 通信方式存在很 多不足。文章对将扩频通信技术 g f 入到煤矿井 下通信 中进行 了探讨 。介 绍 了扩频通信的原 理、优 点和在国内外的发展状况 ,最后对该技术在 煤矿 行业的应用现状及 发展趋势进行 了 分 析。 【 关键词 】扩频通信技 术;煤矿 ;井下通信
1 . 目前 我 国煤矿井 下通信 中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在 的问题
目前 ,我 国 的矿 井移 动通 信系 统 主要 由 三种 通信 形 式组 成 , 即泄漏 无 线通 信 、感 应 通信 和 动力 线载 波 通信 。 泄漏 通信 电线铺 设 复杂 ,费用 昂贵 ,信 号接 收范 围 窄 ,只局 限 在离 导线 4 0 m 以内的范 围 ,而且还 需要敷 设 专用 传输 线 ,这 些 缺 点限制 了该系 统 的推 广 应用 ;感 应 通信 信 号不 稳 定且 有大 量 杂音 , 因而 也 无法 成 为井 下 的主 流通 信系 统 。动 力 线载 波通 信 系 统 目前在 架 线 电机车 上 有一 定 的应 用 ,但 同样存 在很 多 的这 样或 那样 的缺 点不 足,难 以广泛应 用 。
无线通信cell
无线通信cell1. 引言无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
随着移动互联网和物联网的快速发展,人们对无线通信网络的需求越来越高。
而无线通信cell作为实现无线通信的基本单元,扮演着重要的角色。
本文将详细介绍无线通信cell的定义、原理、应用以及未来发展方向。
2. 无线通信cell的定义无线通信cell是指在一个区域内提供无线通信服务的基本单元。
每个cell由一个基站(Base Station)和相应的天线组成。
基站负责接收和发送无线信号,而天线则用于将信号传输到用户设备(如手机)或其他基站之间进行转发。
3. 无线通信cell的原理3.1 频率复用为了让不同的用户同时使用同一个频段进行通信,频率复用技术被引入到无线通信系统中。
在一个区域内,通过将频谱划分为多个不重叠的子频段,并分配给不同的cell使用,可以实现频率复用。
这样每个cell就可以在相同频段上与其他cell同时进行通信,提高了系统容量。
3.2 扩频技术扩频技术是无线通信cell中常用的一种技术。
它通过在发送端将信号进行扩展,使其占用更大的频带宽度,从而提高抗干扰性能和传输速率。
在接收端,通过相应的解扩操作将信号还原为原始信号。
3.3 多天线技术多天线技术是无线通信cell中另一个重要的技术。
通过在基站和用户设备上增加多个天线,可以利用空间上的多样性提高系统性能。
例如,可以通过使用多个天线进行波束赋形(Beamforming)来改善信号覆盖范围和传输速率。
4. 无线通信cell的应用4.1 移动通信无线通信cell最常见的应用就是移动通信领域。
每个cell覆盖一个特定区域,在这个区域内提供移动电话服务。
用户可以通过手机与基站进行通信,实现语音通话、短信发送以及数据传输等功能。
4.2 物联网随着物联网的兴起,越来越多的设备需要进行无线通信。
无线通信cell可以为这些设备提供连接服务,并实现设备之间的互联互通。
例如,智能家居中的各种设备可以通过无线通信cell连接到云平台,实现远程控制和数据传输等功能。
抗干扰技术——精选推荐
通信系统的抗干扰技术摘要:在通信技术迅猛发展的今天,通信系统的抗干扰技术已经成为通信研究的一项重要内容。
通过对各种通信系统抗干扰技术的研究分析,变换域通信系统具有更高的抗窄带干扰性能,分析和研究了变换域通信系统中基函数生成的主要算法。
通信装备及系统为对抗干扰方利用电磁能和定向能控制、攻击通信电磁频谱,以提高其在通信对抗中的生存能力所采取的通信反对抗技术体系、方法和措施。
关键词:信号处理空间处理事件处理通信对抗扩频技术实用性可靠性一、扩展频谱抗干扰技术跳频技术是用扩频码序列去进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。
它是一种比较成熟的抗干扰技术,具有较强的抗干扰能力,已在战术通信中得到广泛的应用。
国外自六十年代起就对跳频体制的理论和技术进行了研究,七十年代即研制出实用的跳频电台,到了八十年代,跳频电台已成为世界各主要国家的重要通信装备。
随着调制技术、编码技术、微电子技术、特别是DSP技术和计算机网络技术的迅速发展,跳频技术在90年代又有了新的发展,目前正向着自适应、高速、变速率和宽带的方向发展。
直接序列扩频是一种真正对抗的抗干扰体制,它将有用信号在很宽的频带上进行扩展,使单位频带内的功率变小,即信号的功率谱密度变低,通信可在信道噪声和热噪声的背景下,用很低的信号功率谱进行通信,使信号淹没的噪声里,敌方不容易发现信号。
该技术的特点是信号隐蔽性好,截获概率低,并能抗多径干扰,而且容易实现码分多址体制。
直接序列扩频技术在卫星通信,例跟踪与数据中继卫星系统、微波通信、数字蜂窝通信中结合CDMA多址技术及军用电台中得到了广泛的应用,提高了通信的抗干扰能力。
由于器件的进步及混沌理论的直接序列的出现,使直接序列系统更利于同步和减少码间串扰,为实现超宽带序列扩频创造了条件。
典型的产品有美国SICOM公司1995年在美国95年联合武士互通性演示验证(JWID'95)演示会上演示它开发的宽带短波收发信机。
通信系统中的调频技术
通信系统中的调频技术随着科技大发展,通信系统得到了广泛的应用和发展。
众所周知,通信系统由许多环节组成,其中调频技术是其中非常重要的一个环节,下面就让我们一起来深入了解一下通信系统中的调频技术。
一、什么是调频技术调频技术是一种将调制信号直接变换为较高频率再加到载频上的无线传输技术。
调频技术主要包括直接序列扩频(DSSS)技术、正交频分复用(OFDM)技术等。
调频技术的优点是可靠性高、抗干扰性强、数据传输速度快等。
二、常见的调频技术1、直接频率扩频技术直接频率扩频技术是一种基于频率扩展信号实现的调频技术,通过将原来窄带调制信号按照某种算法扩宽为带宽远远大于原带宽的信号,在载波上调制并发送。
这种技术的抗干扰能力较强,且在多路传输时不会出现窄带干扰。
2、正交频分复用技术正交频分复用技术采用正交载波技术,将宽带数据信号分割成许多个小带宽信号,每个小信号都采用不同的载波频率进行传输,从而达到提高频谱使用效率、抗多径衰落干扰的目的。
3、二元频移键技术二元频移键技术是一种利用载波的频率来实现数据的调制和解调的技术。
通过调制这个频率,来实现数据的传输。
三、调频技术的应用调频技术广泛应用于无线通信等领域。
例如,在手机通信中,调频技术可以将信号分为多个频率进行传输,从而提高数据传输速率,实现更高品质的语音通话和数据接收。
在地震等灾难发生时,调频技术可以保障应急通信,以便快速与救援队进行通信。
四、调频技术的未来随着5G时代的到来,调频技术也将会迎来新的发展。
5G时代需要能够提供巨大带宽,设备仍需小型化带来低功耗等特点的通信技术,这就对调频技术提出了更高的要求,调频技术的未来将是更加高效、可靠的。
总之,调频技术在通信系统中扮演着十分重要的角色,其优点在实际应用中得到了充分发挥。
未来,调频技术的持续发展将会为通信系统的安全可靠提供有力保障。
扩频通信技术及其发展趋势
扩频通信技术及其发展趋势
赵炜渝
【期刊名称】《空间电子技术》
【年(卷),期】2008(5)4
【摘要】文章介绍了扩频通信技术的工作原理、典型的工作方式、扩频通信系统的特点;指出了未来扩频技术的发展趋势.
【总页数】5页(P1-4,40)
【作者】赵炜渝
【作者单位】北京跟踪与通信技术研究所,北京,100094
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.浅议扩频通信技术、OFDM通信技术在5.8GHz微波设备的应用 [J], 韩海霞
2.浅析超短波扩频通信技术的实现方法——DS直接序列扩频 [J], 冉钦川
3.并行组合扩频水声通信技术研究 [J], 周航程;韩树平;刘琨
4.新工科理念下“扩频通信技术与应用”课程教学实践 [J], 王徐芳; 吴怡; 郑云
5."扩频通信技术"课程思政教学实践与探究 [J], 周帆;刘芳;钱博
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1.扩频技术的发展
在各种通信技术中,扩频通信比常规通信具有更强的抗干扰、抗截获能力,因此得到了越来越广泛的应用。
目前,采用扩频技术的CDMA蜂窝通信系统、CDMA无限用户环等都已
经进入了实用化阶段。
直接序列扩频(Direct SequenceSpreadSpectrum,即DSSS)[1-4]通信是扩频通信的一种主要方式。
直接序列扩频通信功率谱低,频带宽,伪噪声编码保密能力强,信号的相关处理性能好,因此具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、抗截获能力强、可以同频工作及便于实现多址通信等一系列的优点,在军事通信中应用广泛。
但是这些特点也给扩频通信的检测和识别带来新的挑战。
因此对直接扩频信号的存在性进行判定、检测,对直接扩频信号进行参数估计,成为当前通信对抗领域的一个重大课题。
扩频技术到目前为止,其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
一般而言,跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰,在卫星通信中也用于保密通信,而直扩系统则主要是一种民用技术。
对跳频系统的分析,现在仍集中在其对抗各种干扰的性能方面,如对抗部分边带干扰以及多频干扰等。
而直扩系统在移动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流。
码捕获同步的实现是直扩系统中一个关键问题。
只有在接收机将本地产生的伪码和接收信号中调制信息的伪码实现同步以后,才有可能实现直序扩频通信的各种优点。
同步过程分为两步来实现:首先是捕获阶段,实现对接收信号中伪码的粗跟踪;然后是跟踪阶段,实现对伪码的精确跟踪。
2 扩频通信的理论基础[1]
扩展频谱通信(Spread SpectrumCommuncation,简称扩频通信),是基于信息论和抗干扰理论的信息传输方式,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。
扩频通信的可行性,可由信息论中的相关公式中引申而来的。
信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为:
式中,C为信道容量;B为信号频带宽度;S为信号功率;N为白噪声功率。
由Shan-non公式可以看出:要增加系统的信息传输速率,则要求增加信道容量。
信道容量C为常数时,带宽B与信噪比S/N可以互换,即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S/N的要求;也可以通过增加信号功率,降低信号的带宽,这就为那些要求小的信号带宽的系统或对信号功率要求严格的系统找到了一个减小带宽或降低功率的有效途径。
当B增加到一定程度后,信道容量C不可能无限地增加。
3 扩频技术的几种基本工作方式
随着通信技术的发展,扩频通信的方式也在不断更新,按照扩展频谱的方式不同,可以将其归结为直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)、脉冲调频(chirp调制)及混合扩频等。
3.1直接序列扩频
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)通信系统是以直接扩频方式构成的扩频通信系统,通常简称为(DS)系统,是最典型的扩频通信系统。
直接扩频系统的发射机结构和接收机结构分别如下图所示
从发射机和接收机的原理框图可以看出,作为输入的数据信息A,经过信息调制变成了宽度为B1的调频或调相的信号,再由伪随机扩频序列调制成带宽为B2的带宽信号发射。
接收机接收到发射信号后,首先通过捕捉发送来的伪随机扩频序列的准确相位,由此产生与发送来的伪随机扩频序列相位完全一致并用于接收用的PN码,作为解扩本地信号,以便恢复为窄带信号,以便估计发送来的信息数据A,如此,便完成了接收。
直接序列扩频通信的优点是:
(1)编码信号容易产生;
(2)只有一个载波频率,频率合成器(载波发生器)简单;
(3)接收机可采用相干解调;
(4)用户间无须同步。
直接序列扩频通信的缺点:
(1)获取和保持本地生成编码与接收信号的同步困难;
(2)消除基站与用户距离间的远近效应困难。
3.2跳频扩频
用信源产生的信息流去调制频率合成器产生的载频,得到射频信号。
频率合成器产生的载频受伪随机码的控制,按一定规律跳变。
频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中由码序列控制频率合成器使发射频率随机地由一个跳到另一个。
接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变,产生一个和发射频率只差一个中频的本振频率,经混频后得到一个频率固定的中频信号。
这一中频信号经放大后送到解调器取出传送的信息。
3.3跳时扩频
跳时系统是用伪随机码去控制信号发送时刻及发送时间的长短。
它和跳频的差别在于一个控制的是频率,而另一个控制的是时间。
在时间跳变中,将一个信号分为若干个时隙,由伪随机码控制在哪个时隙发送信码。
[3]时隙选择、持续时间的长短也是由伪随机码控制的。
3.4脉冲调频
脉冲调频又称为Chirp系统,其发射脉冲信号的载频在信息脉冲持续时间T内作线性变化,其瞬时频率随时间线性变化线性调频信号的频率在信息脉冲持续时间T内随时间线性变化,由此可得其瞬时频率与时间的关系为,式中为载波频率,为一常数。
3.5混合扩频系统
(1)FH/DS系统
跳频和直扩系统都具有很强的抗干扰能力是用得最多的两种扩频技术。
由前面的分析可知,这两种方式都有自己的独到之处,但也存在着各自的不足,将两者有机地结合起来,可以大大改善系统性能,提高抗干扰能力。
FH/DS和FH、DS一样,是用得最多的扩频方式之一。
干扰机要有效地干扰FH/DS混合扩频系统,需要同时满足两个条件:a.干扰频率要跟上跳变频率的变化;b.干扰电平必须超过直扩系统的干扰容限。
否则,就不能对系统构成威胁。
这样,就加大了干扰机的干扰难度,从而达到更有效地抗干扰的目的。
(2)TH/DS系统
这种系统是时分复用加上直接序列扩频,可以增加多址通信的地址数。
由于直扩系统中收发两端之间已有准确的时间同步(码元同步),即已经有很好的定时,足以保证时分复用正常工作,这就为增加跳时技术带来了方便。
(3)TH/FH系统
这种系统是解决“远-近”问题的几种富有生命力的方法之一。
对于在同一条射频链路上距离和发射功率有很大变化的双工、无线电话交换网,如果以随机选呼离散地址作为基本的通信方式,则比较适合采用TH/FH系统。
4各种扩频方式的比较
4.1特性分析
下面就直扩、跳频和跳时的特性进行
比较,结果如表1。
4.2处理增益
各种扩频体制的处理增益均可表示为
表2给出了各种扩频体制的处理增益。
其中Ra为信息码元速率,Rc为伪随机码速率,N为跳频的可用频道数,D为占空比,T为信息脉冲持续时间,B为扩频信号带宽。
5 扩频通信技术的特点
扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。
扩频系统的特点也成为其优势所在。
第一,抗干扰性强。
扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。
扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。
第二,低截获性。
扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。
第三,抗多路径干扰性能好。
第四,保密性好。
在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了,所以扩频系统可实现隐蔽通信。
同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。
第五,易于实现码分多址。
在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。