多子頻帶/子信道關聯跳頻擴頻通信技術

摘 要:技術的發展和個人通信量需求的增長，使得電磁頻譜資源日益緊缺，成為當今無線通信技術發展的瓶頸。分析了在信道存在加性白噪聲和多址干擾的條件下，頻帶細化對提高頻譜利用率的作用。指出傳統頻分復用方式和擴頻通信方式下頻譜利用率不高的根本原因，提出了一種提高頻譜利用率的多子頻帶/多子信道關聯跳頻通信技術。使用該技術可極大地提高通信頻譜利用率，同時可提高通信的保密性。

關鍵詞:頻譜利用率; 頻帶細化; 多子頻帶/子信道關聯跳頻; 多載波

中圖分類號:TN911.23 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)11-0079-03

Spread Spectrum Communication Technology of Multi-sub-bandwidth/sub-channel

Correlative Frequency Hopping

CHEN Jin-song1， CHEN Jian-zhou2

(1. Computer Center of Shenzhen Hospital， Beijing University， Shenzhen 518048， China;

2. Technology Center， Shenzhen Press Group， Shenzhen 518009， China

)

Abstract: The development of technology and the communication demand leads to the lack of frequency bandwidth in wireless communication， which is a bottleneck of wireless communication technology. The effect of bandwidth division on the improvement of the frequency spectrum utilization is analyzed under the condition of the multi-access interference and Gaussian white noise. The basic reason why the frequency spectrum utilizatio is not high in the modes of the traditional frequency-division multiplexing (FDM) and spread spectrum communication (SSC) is pointed. A multi-sub-bandwidth/sub-channel correlative frequency hopping communication technology which can improve the frequency spectrum utilization and communication confidentialty is proposed.

Keywords: frequency spectrum utilization; bandwidth division; multi-sub-bandwidth/sub-channelcorrelative frequency hopping; multi-carrier

1 信道容量與帶寬的關系

根據香農信道容量公式[1]，如果其他條件保持不變，信道容量每提高一倍，所占用的帶寬也要增加一倍以上。

C=Wlog(1+S/N)

(1)

為了提高信息傳輸速率，當前的高速傳輸技術普遍采用寬帶傳輸。但是在無線電通信中通過增加信道所占用的帶寬來提高信息傳輸速率的方式將越來越困難。香農信道容量公式給出了信號功率S一定的情況下，在加性高斯白噪聲信道中傳輸信息的時候通過增加帶寬所能達到的最高信息速率為:

limw→∞ C=limw→∞ Wlog21+Sn0W=Sn0log2e=1.44Sn0

式中:S為信號功率;n0為噪聲的單邊功率譜密度。

2 頻帶細化與頻譜利用率的關系

頻譜利用率(單位:b/s#8226;Hz)的指標:

η=C/W

(2)

式中:C是信道容量;W是信道所占用的帶寬;η是頻譜利用率。

假設干擾為與信號獨立的加性高斯白噪聲，信號功率為S;噪聲功率為N，N=Wn0，n0為單邊帶噪聲譜密度，信道占用的帶寬為W;信道的容量為C。……