微波通信中直序扩频技术分析

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1、上海电力2011年第2期微波通信中直序扩频技术的分析蔡俊杰(上海送变电工程公司，上海200235)摘要：微波通讯技术目前在电力信号传输的实践和应用方面已经相当成熟和广泛。但在实际工程建设中，在类似设备的整体功能调试和检测能力方面还存在较大的空白。文章介绍了直接扩频技术的基本原理。关键词：直接序列扩频；微波通讯技术；连续片段；扩频码中图分类号：TN919文献标志码：B由于菲律宾电网架构的老化和规划的不及器，类似于调制与解调。时，造成微波通讯承担起变电站与变电站、变电站2山农公式在工程中的简化应用与调度之间重

2、要的通信任务。Dolores变电站的线路保护、远传信号、遥控操作以及对外通信，全从信道容量定理中可以看到，频谱扩展在扩都仰仗于对微波技术的深入应用。频技术理论中的作用山农(Shannon)公式在目前电网通讯的传输方式中，微波通信以C—B1。gz(+S)(1)其信号响应快速、信道容量充足，接口种类丰富等式中C一一信道容量／bps，理论上接受的误码率下允许优点，至今还被各国运用于电力设备的二次继电的最大数据速率；保护、远程调度、信号远传等领域。但由于建立两B——信道带宽／Hz，信号传输过程中允许通过的个站点的

3、通信联系所耗费的初期投资乃至建立整频率范围；个电网通讯架构所产生的运行和维修成本不低，s／N——信噪比／dB，受周围环境、高差、天使得在有限的频宽资源下获得更多有效且不失真气等影响。的数据，对微波传输专业显得非常重要。C表示通信信道所允许的信息量。同时，也表示了电力信息传输过程中对数据量的期望值，1扩频技术在微波设备中的运用B是针对该期望值所付出的带宽范围。不难看扩频技术简言之就是通过注入一个更高频的出，由于频率范围(带宽)资源的固定性和局限性，信号，将基带信号扩展到一个更宽的频带内的射造成在恶劣环境下是

4、如果使用微波通信来保障电频通信系统，即发射信号的能量被扩展到一个更力通讯的稳定与畅通，那就必需提高信号带宽来宽的频带内使其看起来如同噪声一样。所以，目维持或提高通信的性能。前该技术被广泛应用于各类通信调制解调设备修改上述公式对数的底可得：C中。—百log2(+)图1是两站点之间的微波信号传输简图，图中的发送和接收装置都是通过扩频和解扩装置来一蛐实现高效的数据传输的。Bln2一()(+)44s×In(+)应用麦克劳林(MacLaurin)公式：In(1+)一一X2十X3374一+⋯图1微波信号传输简图其中S

5、SCode即为扩频设备的扩频码编译+(二(3)2011年第2期上海电力由式(3)可得：印=．s×『S一季+孚S3一孚S4+⋯]c4c(f)f=F=F}一ii在扩频技术运用于工程实践中时，由于信噪㈣陡一比很低，有时信号功率可以低于噪声基值，假定较大的噪声使得信噪比远远小于1(S／N<<1)，则山c(f)fF·i(f)力：二二二：：：干=二二二一农公式可表示为：⋯⋯⋯_}————■⋯⋯⋯—_一⋯C≈1．443×百C≈(5)百图3扩频与解频对旦《{买现J泉理图也可表示为：是表示该扩频器会将原始信号分解为连续片段

6、的数量，二是定义该扩频码序列的值。把输入的信≈号按照自己的定义规范将输入的信号串编译成在信道中对于给定的信噪比要无差错发射信T一M／5频宽的新数据包。将以一个简单的信息，仅仅需要提高发射的带宽。号模型来检验最终数据包的形成，如图5所示。3直接序列扩频实例‘‘●'，在了解了信道容量和带宽之间的基本关系后，不难发现在确保电力通讯使用的有效性和实一。际环境有限的带宽之间，如何才能做到相互满足i黼并尽可能少受信噪比的影响，引进扩频技术解决了这一问题。暂图4扩频器模型及编码定义图O’1’0’ll⋯⋯¨o．1+1．1

7、+l+lo⋯⋯⋯¨图5待检验的信号模型在改变了频宽后，幅值也随着这个模型的叠加而发生变化。图2扩频编码器实现原理图按照上述结论，总结出新的信号图形包括扩由图2可见，M代表序列长度，以分为5个频器编码为“1”和“0”时对信号模型的波形图，如片段的标准来拆分这个序列。那么就能在同一时图6所示。间段内得到一个新的序列。其中d(f)为原始的传输状态，c(￡)为按照一定规范而形成的扩频码，蔫勰一因此，()c(f)就是加载了扩频码后形成的高频数据包，并发送给对方设备。然后再由对方用相同协议的解频码对高频数据包进行解析

8、，还原回初始数据并向接收设备发送。可以证明，如果扩频器能够将M序列长度的频宽进行分解，就在相同的频宽内能得到应有的传输效率，如图3所示。图6扩频器编码为“1”和“O”时对信号模型的波形图4使用该技术的相关性检测5结语图4是一个扩频器模型，它包括两个内容：一通过对扩频技术的利用，可以提高微波通信一137一上海电力2011年第2期110kV数字化变电站电气设备安装探讨张剑刚(上海送变电工程公司，上海200235)摘要：文章介绍了上