干擾“剋星”：擴頻通信

央視國際 (2003-06-04 09:32:35)

　　●陳乘風　張小滿　　

　　現代通信技術空前發展，無線電設備的使用越來越廣泛，電磁環境變得異常複雜，電臺、接力通信受到的干擾愈來愈嚴重，對實現通信的迅速、準確、保密和不間斷要求提出了嚴峻的挑戰。近年來，經各國專家的努力探索實踐，終於找到了干擾的“剋星”———擴頻通信。

　　所謂擴頻通信，是擴展頻譜通信的簡稱。它是指用來傳輸信息的射頻帶寬遠大於信息本身帶寬的一種通信方式，擴頻通信系統的出現，被譽為是通信技術的一次重大突破。

　　為什麼説擴頻通信是干擾的“剋星”呢？我們知道，通常的超短波通信（以 10瓦電臺為例）能通20—30公里遠，而偽碼擴頻設備10毫瓦即能通30—50公里。也就是説，擴頻系統能帶來30分貝以上的信噪比改善，使干擾的影響減少了1000 倍以上。熟悉通信的人都知道，幾十年來人們為信噪比的改善付出了極大的努力，要1分貝、1分貝的挖掘，2—3個分貝的突破已是很大貢獻。而突破性的時刻到來，是 G P S信噪比的改善成為現實，這確實是一次巨大的飛躍，只就這一點已經可以説擴頻通信是當代通信技術的新成就了。它對抗干擾影響具有重要作用，而且擴頻通信還將帶來一系列革命性的影響。

　　從信息論角度看擴頻通信更是異彩紛呈。20世紀40年代，信息論的研究中得出了重要的申農定理：即 C＝ W l o g2（1＋ P/ N）。該公式指出，要保持信息傳輸速率 C不變，信號帶 W和信噪比 P／ N是可以互換的，這意味著不管信噪比多低，只要將信號帶寬擴展得足夠大，仍能保證以相同的信息傳輸速率可靠地傳輸信息，從而為現代擴頻通信技術的實現提供了重要的理論基礎。在過去的幾十年中，由於技術的限制，人們還無法有效地擴展信號頻譜，所以只能一直在走增加信號功率、減少噪聲、提高信噪比的發展道路。即使到了20世紀70年代偽碼技術已經出現，但關鍵環節未能突破仍是無濟於事。近幾年，由於超大規模集成電路的發展，幾十兆赫、甚至幾百兆赫的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，才使擴頻通信獲得了極其迅速的發展，通信的發展史也開始進入全新的轉捩點，已由用信噪比換帶寬的年代進入了用帶寬換信噪比的新時代。

　　我們再從最佳通信系統的角度來看擴頻通信：最佳通信系統＝最佳發射機＋最佳接收機。幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發射問題一直沒有很好解決，而偽碼擴頻技術卻是一種極佳的信號形式和調製制度，構成了最佳發射機。因此産生了：最佳通信系統＝偽碼擴頻＋相關接收。有了這種全新的認識，人們就已不難預測擴頻通信的未來前景了。有人説，從20世紀90年代開始無線通信已步入擴頻通信的年代，並開始了嶄新的發展時期。此話不假，而今擴頻通信的熱浪已波及短波、超短波、微波通信和衛星通信，大家已十分熟悉的碼分多址（ C D M A）技術，已開始廣泛用於蜂窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，並在造福于社會中大顯身手，將發揮越來越大的作用。

　　擴頻通信的出現，還使軍事通信在電磁環境複雜、干擾嚴重情況下實現順暢指揮變為可能，從而為軍事通信的進一步發展奠定了重要基礎，它已成為未來軍事通信和民用通信的一大發展方向。