1、展展頻通信技術概述頻通信技術概述(Spread Spectrum Communication Techniques)報 告 人：林勇良、古建華問題問題 為何有展頻 通信系統 何謂展頻 抗干擾指標 展頻通信種類為何有展頻為何有展頻(Spread Spectrum)通信通信 傳統定頻通信之缺點 波道數固定、系統容量不易擴充 通信頻率固定、易於遭受欺騙、儰冒、干擾等威脅 先進展頻通信之優點 分碼多工(CDMA)、系統容量增加 通信信號頻譜分散、可降低電子截收、測向、定位及干擾 展頻通信系統之缺點 技術層次高、系統設計複雜何謂展頻何謂展頻展展開信號頻頻譜 信號頻譜分散、信號不容易被發現，例子如下 網路
2、可以共用相同頻譜，如何區分網路 擬似亂碼序列(PN Sequence)分碼多工(CDMA，Code Division Multiple Access)雜訊雜訊抗抗干擾指標干擾指標 信號頻譜被擴展愈大，愈不容易被截收、愈不容易被干擾 信號頻譜被擴展愈大，抗干擾能力愈好 處理增益GpNSSpBWBWG BWNSBWS展頻通信種類展頻通信種類 依據實際裝備特性及信號波形種類不同 直接序列展頻(DSSS,Direct Sequence Spread Spectrum)跳頻展頻(FHSS,Frequency Hopping Spread Spectrum)數據輸入數據輸出展頻功能射頻單元聚頻功能射頻單元
3、同步單元傳送端接收端接收天線發射天線直接序列展頻直接序列展頻(DSSS)直接直接將數據信號乘上擬似亂碼序列序列將信號頻譜展開數據輸入擬似亂碼產生器 處理增益GpBCpRRG RC:擬似亂碼序列的時脈速率RB:數據速率直接序列展頻直接序列展頻(DSSS)(續續)數據輸出解調器接收天線本地振盪信號本地振盪信號擬似亂碼產生器c(t)匹配濾波器X(t)(展頻信號展頻信號)Xj(t)(干擾信號干擾信號)Xj(t)X(t)Noise levelCos(w0t)干擾信號數據信號同步電路聚頻/展頻混波器傳送端發射天線數據輸入調變器d(t)擬似亂碼產生器c(t)本地振盪信號本地振盪信號Cos(w0t)X(t)展
4、頻信號展頻信號展頻混波器直接序列展頻直接序列展頻(DSSS)(續續)若數據速率RB=9.6Kbps，擬似亂碼序列的時脈速率RC=1.2288Mbps(IS-95)Gp=RC/RB=128(21dB)合理擴頻之頻寬:考量多重路徑衰弱(Multipath fading)接收機複雜度及性能 直接序列展頻特性 信號如雜訊(Noise-like)信號具隱密性(Signal Hiding)友台信號或干擾信號亦如雜訊，不會立即造成威脅直接序列展頻直接序列展頻(DSSS)(續續)遠近問題(Near-Far Problem)友台發射端距離我的接收端很近時，因信號路徑衰減小，將在接收端造成嚴重干擾，此現象稱之為近
5、-遠問題 Smart Power Control 機制控制所有網路內之通信機發射功率，使得在接收端接收所有通信機的信號強度相同，以解決近-遠問題跳頻展頻跳頻展頻(FHSS)以擬似亂碼方式選擇不同頻率執行跳躍式之通信構連頻率時間干擾信號跳頻信號跳頻展頻跳頻展頻(FHSS)頻譜頻譜頻率跳頻信號頻譜干擾信號跳頻展頻跳頻展頻(FHSS)(續續)資料輸入調變器功率放大器綜頻器擬似亂碼產生器傳送端資料輸出解調器接收端同步電路碼頻轉換對照表混波器功率放大器綜頻器擬似亂碼產生器碼頻轉換對照表混波器發射天線跳頻展頻跳頻展頻(FHSS)(續續)通信頻率是由擬似亂碼(PN Code)及碼頻轉換對照表(Frequen
6、cy Mapping Table)決定 抗干擾能力由頻率跳躍範圍及跳頻速率決定綜頻器性能決定跳頻速率系統處理增益調整容易跳頻參數傳輸密鑰(TSK,Transmission Security Key)網碼(NET ID)時間參數(TOD,Time of Date)跳頻通信與直接序列通信之性能比較跳頻通信與直接序列通信之性能比較直接序列展頻直接序列展頻跳頻展頻跳頻展頻遠近問題、需迴路功率控制機制不需功率控制機制信號頻譜連續、無法剔除信號頻譜內之相同頻率可因地因時剔除佔用頻率或設定避跳頻段系統處理增益不易調整系統處理增益可適需要調整較常見於民用通信較常見於軍事通信緩慢衰弱影響大緩慢衰弱影響小結語結語 DSSS 是一個敏感的技術。太多限制及多路徑因素，使其只運用在點對點及短距離通訊的方面。FHSS 是一個很健全的技術，在複雜電磁環境中覆蓋大範圍的特點，並很容易允許裝置直接建立點對多點的通訊，提供極好的可靠性。
