變換域通信與擴頻通信抗干擾性能比較

【摘要】 隨著科技的發展，數據通信已經無處不在，大到工業生產，小到日常生活，隨處可見通信的影子。通信技術的發展也是一日千里，目前最常用的兩種通信方式是變換域通信和擴頻通信。這兩種通信方式各有各的優點，但是他們都要面臨同一個問題：抗干擾問題。但是到底是哪種通信方式的抗干擾能力更好呢，這就是本文要探討的內容。本文對變換域通信和擴頻通信的抗干擾性能進行了比較，得出一些有實際意義結論。

【關鍵詞】 變換域 擴頻 通信 抗干擾

一、變換域通信的特點

變換域通信就是通信編碼過程中使用變換域進行波形處理。變換域通信和之前傳統的通信方式有兩點不同。第一，傳統的通信方式對發送信號的處理是在時域下進行的，而變換域通信的波形變換是在頻域完成的，并且在信號波形的變換過程中，就可以將通信信道的噪聲問題考慮進去，使得信號波形和干擾波形在頻域是正交的，正交的好處就是可以使通信過程中的干擾變小。第二，傳統的通信無一不是采用載波調制，載波調制的最大缺點就是對發射功率的要求太大，而且解碼必須載波同步。變換域通信采用的是噪聲函數來調制信號波形，不僅不需要接收方載波同步，而且直接將干擾降到最低。

二、擴頻通信的特點

擴頻通信采用偽隨機碼對信號進行頻域擴展，擴展后信號頻帶變寬，屬于寬頻通信，這種寬頻信號到達接收端之后，接收端采用與發送端一樣的偽隨機碼對信號進行反變換，恢復信號為基帶形式。使用偽隨機碼的好處就是在接收端，如果發送過來的信號采用的偽隨機碼和接收端的偽隨機碼不同，則解調器將沒有明顯的信號輸出。也就是說，在信號傳輸過程中附加在信號上的噪聲干擾在接收端直接被忽略，具有較好的抗干擾性能。

三、變換域通信和擴頻通信抗干擾性能的比較

3.1 寬帶、窄帶噪聲干擾下的性能比較

變換域通信和擴頻通信在受到與通信系統具有相同帶寬的寬帶噪聲干擾時，在噪聲功率和信息能量比下的誤比率曲線如圖1所示。可見，兩種通信方式的抗寬帶干擾能力基本一致，都沒有顯著地抑制能力。在窄帶干擾下，變換域通信的優勢就顯示出來了。由于變換域通信具有頻譜摳除機制[2]，在窄帶噪聲下誤比率比擴頻通信提高很多，結果如圖2所示。

從圖2上可以看出，變換域通信在窄帶信號的干擾下，與理想的性能相當接近。由于以上原因，變換域通信被廣泛使用在軍事通信領域。

3.2 多用戶干擾下的性能比較

用戶干擾主要有兩種方式：同步干擾和非同步干擾。在同步干擾下，如果變換域通信采用隨機碼而擴頻通信采用RNG產生隨機序列，并且二者碼長一樣，結果是兩種通信方式基本上具有一致的抗干擾性能。如果變換域通信采用正交碼而擴頻通信采用Gold序列，變換域通信具有比擴頻通信更好的抗干擾能力。在非同步干擾下，仍然按照同步干擾下的比較方式：變換域通信采用隨機碼和擴頻通信采用RNG產生隨機序列比較，變換域通信采用正交碼和擴頻通信采用Gold序列比較。結果是，在第一種比較方式下二者的抗干擾能力基本相當，而在第二種比較方式下，擴頻通信的抗干擾性能要稍微優于變換域通信。

3.3 在多徑衰落信道干擾方面的性能比較

在實際的無線通信中，發送信號到達接收端的路徑一般都不是只有一條，存在著多徑效應，在多徑效應下，不同路徑的信號會發生不同程度的衰減，對傳送信號產生不可預料的影響，比較這種通信環境下的抗干擾能力具有實際意義。多徑衰落信道有四種模型：萊斯平坦、萊斯頻率、瑞利平坦和瑞利頻率模型[3]。在這幾種模型下變換域通信和擴頻通信基本具有相同的抗干擾性能。

3.4 兩種通信方式抗干擾性能比較的結論

從以上的分析當中可以看出，幾乎在所有的干擾模型下，變換域通信都優越于或者不差于擴頻通信，充分顯示了變換域通信的抗干擾優勢，相信在未來的通信中，變換域通信將占有極其重要的地位。

四、總結

隨著科技的發展，數據通信已經無處不在，大到工業生產，小到日常生活，隨處可見通信的影子。通信技術的發展也是一日千里，目前最常用的兩種通信方式是變換域通信和擴頻通信。這兩種通信方式各有各的優點，但是他們都要面臨同一個問題：抗干擾問題。本論文首先簡要介紹了變化域通信和擴頻通信的特點，然后對其抗干擾性能作出了比較。