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擴頻技術論文范文1
關鍵詞：擴頻通信原理特點發展應用
一、擴頻通信的工作原理
在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出?？梢姡话愕臄U頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。
二、擴頻通信技術的特點
擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。
1．抗干擾性強
擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。
2.低截獲性
擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。
5.易于實現碼分多址
在通信系統中，可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性，接收端利用相關檢測技術進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。
三、擴頻技術的發展與應用
在過去由于技術的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+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，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用。擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。
四、結語
擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向，是擴頻技術與通信相結合的產物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統完美結合，發展前景極為廣闊。
參考文獻：
[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.
擴頻技術論文范文2
在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出?？梢姡话愕臄U頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。
二、擴頻通信技術的特點
擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。
1．抗干擾性強
擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。
2.低截獲性
擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。
5.易于實現碼分多址
在通信系統中，可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性，接收端利用相關檢測技術進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。
三、擴頻技術的發展與應用
在過去由于技術的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+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，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．
擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。
四、結語
擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向，是擴頻技術與通信相結合的產物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統完美結合，發展前景極為廣闊。
參考文獻：
[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.
[2]查光明,熊賢祚.擴頻通信[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.
[3]吳慎山,萬霞,吳東芳.擴頻通信的發展與應用研究[J].河南師范大學學報(自然科學版),2008(5).
擴頻技術論文范文3
【關鍵詞】混沌加密；光學通信；應用
二十世紀六十年代，人們發現了混沌理論?；煦缋碚摷匆粋€給出混亂、隨機的分周期性結果的模型，卻是由確定的非線性微分方程構成?；煦缡且环N形式非常復雜的運動，看似雜亂無章的隨機運動軌跡，卻是由一個確定方程模型得出?；煦鐚Τ跏紬l件的敏感度非常高。密碼技術是一種研究使用密碼進行加密的技術，而隨著信息技術的發展，竊取加密密碼的方法越來越多，并且隨著傳統密碼技術的不斷使用和技術公開，傳統密碼技術的保密性已經降低，所以一些新的密碼技術開始出現，其中包括混沌加密、量子密碼以及零知識證明等。本文首先介紹混沌加密密碼技術，然后介紹光學通信，最后重點探討混沌加密在光學通信中的應用。
1.混沌加密
我們首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法?；煦绲奶卣髦饕校夯煦邕\動軌跡符合分數維理論，混沌軌跡是有序與無序的結合、并且是有界的偽隨機軌跡，混沌運動具有遍歷性，所有的混沌系統都具有幾個相同的常數、并且符合利亞普諾夫指數特性，混沌運動的功率譜為連續譜線以及混沌系統具有正K熵等。混沌加密是一種新的密碼技術，是將混沌技術與加密方法相結合的一種密碼加密技術?；煦缂用艿姆椒ㄓ泻芏喾N，根據不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術結合，以實現信息的加密傳輸?；煦缂用艿某Ｓ梅椒ㄖ饕ǎ簲底至骰煦缂用?、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。
2.光學通信
之所以將混沌加密應用在光學通信中，是因為光學中存在混沌現象，這種混沌現象既包括時間混沌現象也包括空間混沌現象。光學通信是一種利用光波載波進行通信的方式，其優點是信息容量大、適應性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長以及原材料來源廣等，光纖通信是光學通信中最重要的一種通信方式，已成為現代通信的重要支柱和發展趨勢。光纖通信系統的組成主要包括：數據信號源、光數據傳輸端、光學通道以及光數據接收端等。數據信號源包括所有的數據信號，具體體現為圖像、文字、語音以及其他數據等經過編碼后所形成的的信號。光數據傳輸端主要包括調制解調器以及計算機等數據發送設備。光學通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數據接收端主要包括計算機等數據接收設備以及信號轉換器等。
3.探討混沌加密在光學通信中的應用
在光學通信中，應用混沌加密技術對明文進行加密處理，以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點對混沌加密在光學通信中的應用進行了探討。其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。
3.1混沌加密常用方法
連續流混沌加密方法：連續流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號來掩蓋明文，即使用混沌信號對明文進行加密處理。連續流混沌加密方法常應用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。
數字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數再到模的形式。
數字信號混沌加密方法：其加密后的通信方式是數到數的形式。主要包括混沌時間序列調頻加密技術以及混沌時間編碼加密技術。主要是利用混沌數據信號對明文進行加密。
3.2光學通信中混沌加密通信常用方案
在光學通信中，利用混沌加密技術進行通信方案的步驟主要包括：先利用混沌加密方法對明文進行加密（可以使用加密系統進行這一過程），然后通過光釬進行傳輸，接收端接收后，按照一定解密步驟進行解密，恢復明文內容。
混沌掩蓋加密方案：其掩蓋的方式主要有三種：一種是明文乘以密鑰，一種是明文加密鑰，一種是明文與密鑰進行加法與乘法的結合。
混沌鍵控加密方案：其利用的加密方法主要為FM-DCSK數字信號加密方法。該方案具有良好的抗噪音能力，并且能夠不受系統參數不匹配的影響。
混沌參數加密方案：就是將明文與混沌系統參數進行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對參數的敏感程度。
混沌擴頻加密方案：該方案中，擴頻序列號一般是使用混沌時間序列，其加密方法是利用數字信號，該方案的抗噪音能力特別好。
3.3光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案
為了進一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對明文進行二次加密。其步驟是：首先先對明文進行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將明文與密鑰1組合起來形成密文1），第二步是通過加密超混沌系統產生的密鑰2對密文1進行二次加密，形成密文2，第三步將密文2通過光纖進行傳遞，同時將加密超混沌系統一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統后，對密文2進行解密，形成密文1，然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將密文1進行解密，通過濾波器破譯出明文。此外，還可以對二級加密通信進行優化，即使用EDFA（雙環摻餌光纖激光器）產生密鑰進行加密。
4.結論
本文首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。然后我們簡單介紹了一下光學通信以及光纖通信，并且介紹了光纖通信的組成結構。并且由于光學中存在混沌現象，所以我們在光學通信中應用混沌加密技術進行保密工作。最后本文重點探討了混沌加密在光學通信中的應用，其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。
【參考文獻】
[1]馬瑞敏，陳繼紅，朱燕瓊.一種基于混沌加密的關系數據庫水印算法[J].南通大學學報（自然科學版），2012，11（1）：13-27.
[2]徐寧，陳雪蓮，楊庚.基于改進后多維數據加密系統的多圖像光學加密算法的研究[J].物理學報，2013，62（8）：842021-842025.
擴頻技術論文范文4
【關鍵詞】擴頻通信教學實踐實驗教學Explore the Teaching Schemes of Direct Spreading Spectrum System Kun Yan
（Guangxi， Guilin， Guilin University of Electronic Technology）
Abstract： As the theoretical foundation of the most popular communication systems， Direct Spreading Spectrum System （DSSS） is one of the most important courses in Telecommunication. In this paper， we explore the novel ideas and the useful strategies for teaching based on the features of the DSSS. The development from traditional education to education through inspiration can be achieved thereupon.
Keywords： DSSS， Teaching Practice， Experiment Teaching
引言
擴頻通信在軍事和民用通信領域中占有重要地位，相關應用越來越廣泛。作為通信原理的后續課程，通信與實際聯系緊密，深入認識擴頻通信的相關知識能為今后的工作打下堅實的基礎，使學生更好的與社會接軌，提供其就業競爭力。作為一門多學科、專業交叉滲透的綜合性課程，如何有效開展相關理論與實驗教學，讓學生更深入、更形象地理解所講授的內容，提升學生的學習熱情，最大化課堂教育效果是探討的熱點與難點。經過多年教學，作者總結了擴頻通信的教學難點，提出了相關教學方式方法。
一、主要問題
擴頻通信[1]的教學涵蓋了通信工程教學中的大部分知識。通過長期的教學，筆者發現這門課的教學難點主要表現在以下方面：
1.1涉及其他課程知識較多
作為當代通信系統設計的重要理論，擴頻通信系統的設計涉及了全部通信工程專業的主要課程。其中通信原理被應用于擴頻通信的誤碼率分析中、信號與系統被應用于擴頻信號的頻譜分析中、編碼與信息論被應用于擴頻碼的設計中。這種現狀為教學工作帶來了較大難度。
一般而言，擴頻通信被安排在通信系統本科專業教學后段，學生已經完成了大多數課程學習。但是由于遺忘和僵化教學等原因，很難要求學生隨時靈活運用各種知識。教師在課堂上常常要為學生復習各種課程的相關理論。但由于涉及面廣、知識量大，復習的效果并不如人意。甚至會好心辦壞事，將學生本就混亂的知識體系攪亂。
1.2實驗設計的創新難度大
擴頻通信系統實驗一般在Matlab仿真平臺上完成。由于系統理論已經成熟，現有實例程序較多，很難對其進行創新。曾有人探索用system view或simulink進行擴頻通信系統仿真[2，3]，但受限于時間與設備等因素，如何跳出現有的框架，從新的角度更有效地教授學生仍沒有一個完美的答案。
由于實驗設計的老舊，很難調動學生的積極性。即使將程序設計作為考核內容，學生們也常常從網絡或其他途徑找到相關程序應付了事。這種現狀更加大了教學的難度。
1.3擴頻碼設計教學難度高
擴頻編碼屬于編碼理論的一個分支。作為通信理論中的最抽象部分，編碼理論的教學是整個通信工程專業教學中的“硬骨頭”。雖然有信息理論與編碼理論的基礎，但由于大多數的學生并不能理解編碼設計的原理，擴頻編碼的設計教學難度仍然很大。大多數的教師只能停留在教授學生幾個移位寄存器的設計方法，更深層的編碼理論無法引入教學過程中。清華大學的擴頻通信教材試圖將編碼的基礎知識（有限域）引入擴頻碼的教學中，但只是隔靴搔癢，并不能解決根本問題。
二、改進措施
多年來，我們不斷探索擴頻通信的教學方法，總結出一套行之有效的教學方案。實踐證明這些方法能夠提高學生的學習興趣，改善教學效果。
2.1打好基礎
針對擴頻通信涉及知識面廣的學科特點，我們采取先復習，后講課的方式進行教學。在課程開始的前三次課依次為學生復習通信原理中誤碼率分析、信號與系統中頻率分析、信息論中信息量計算等內容。重點是向學生介紹有限域的基礎概念[4]，并將現有的編碼設計方法向學生進行簡單說明。雖然花費了教學時間，但這種教學方法能夠在教學初期為學生復習所學知識，為之后的學習打下堅實基礎。
由于涉及的相關知識較多，學生之間的基礎也存在差異，我們不可能也沒有必要在課程上復習所有相關知識。為此，我們總結了擴頻通信涉及的知識框架（如圖1所示）。借助于該框架，可以讓學生清楚的認識到相關知識之間的聯系，讓學生較容易明白相關知識復習的必要性，認識擴頻通信系統設計的重要性。同時，也能幫助學生進行自我對照，找出薄弱環節有針對的學習，以彌補教師在課程復習中的不足。并且能夠為學生建立較好的學科體系。經過多年總結，我們總結出以下擴頻通信相關的知識結構框圖應用于教學中：
2.2實驗教學
在擴頻通信的授課過程中，完成相關的基礎實驗內容。這種將實驗引入教學的方法已經被廣泛應用于工科院校的各種課程中，其效果是顯著而且良好的。學生的積極性被調動起來，抽象的理論被具象化。在我們的應用中主要強化以下兩點：一是將課堂上的實驗與課后的作業相結合。比如，我們將常見的簡單擴頻通信系統設計放在課堂上介紹，在課后作業中要求學生解釋由教師提供的程序的物理意義。這種方法能夠較好的訓練和檢測學生對所學內容的了解。二是將擴頻通信的原理與實際的系統結合，考核學生設計滿足某種條件的擴頻系統能力。常見的CDMA系統設計就是基于擴頻通信系統的，我們為學生指定某種國際標準下的信道模型，設定合理的通信系統參數，指導學生設計滿足各項要求的擴頻通信系統。這種教學和考核方法能夠加強理論課程的實踐性，并且將老舊的程序設計具體化、特殊化，培養學生的實際動手能力，滿足工業界對通信專業畢業生的需要。
2.3寓教于樂
興趣是最好的老師，所以如何在將教學變得有趣是教師的重大課題。擴頻通信作為一門理論專業課，內容比較抽象枯燥，寓教于樂的難度較大。我們希望用下面的方法來達到這樣的效果。
首先，在教學中引入課程的背景知識。作為二戰時期發展出來的通信理論，擴頻通信的發展歷史具有一定傳奇色彩，對這段歷史的介紹能夠激發學生對學科的興趣。特別是擴頻通信的發明人，海蒂?拉瑪女士，作為好萊塢知名演員和通信專家，其人生經歷就能夠編成一部優秀的電影。無獨有偶，編碼理論的奠基人，伽羅華的人生經歷更具特色，這些歷史的引入很好地豐富了學科背景，調劑了緊張的教學過程，并將具體的人物投射在抽象的理論中，能夠很有效的提高學生的學習興趣。
其次，鼓勵學生學習相關學科最先進的科研成果，為學生梳理理論發展的脈絡。擴頻通信的研究發展一直沒有停止。雖然相關基礎通信理論已有較好發展，但更優的編解碼方法和擴頻抗干擾的研究從來沒有停止過。我們希望在教學中引入一兩篇最新的擴頻通信方面論文，指導學生閱讀。加強課程與當下科研發展的聯系。
總之，我們希望能將教學從課本的知識延伸開去，追溯學科歷史，展望發展前景。這種談古論今式的教學方法常出現在文科類的教學中，工科教學中使用較少。相信會給學生帶來新鮮感。事實上，國外相關領域的授課常常采用這種方式，比如，數學課教授常常從數學史的發展入手，用時間線連起看似無關的各種學科知識，進而介紹本課程的內容，這樣的教學能夠較好的將知識趣味化，也能避免只見樹葉不見樹的教學盲區，為學生打開興趣之門。
2.4編碼教學
編碼教學是擴頻通信教學過程中的重點難點，為了將這一個部分與其他通信知識融會貫通，這里的教學重點應該放在擴頻碼的使用與效果上。但是這并不意味著編碼設計不需要考慮。相反，編碼設計才是能夠引起學生興趣和學習熱情的部分?，F有教材上的編碼設計方法著重在查表法，常常有學生提出疑問：我們所用的編碼表從何而來？為了解決學生的問題，我們在課上點出編碼設計的幾種方法，如，搜索法，橢圓曲線相關理論。由于這些知識本身的復雜性，這部分介紹的重點放在知識背景和理論框架的建立，目的在于為學生指出方向，是其未來能夠通過學習按圖索驥，如果有興趣，也能繼續在這個方面進行探索。
三、結語
以上的教學方法已經被初步應用于我們的教學過程中，教學成果有明顯改善。學生對擴頻通信的興趣大大提高，課堂氣氛更為輕松活潑，實踐經驗增加較多，這樣的教學成果能夠較好地服務于學生未來的工作。如何進一步改善教學手段，提高教學效率是我們未來的工作重點。
參考文獻
[1]朱近康.擴展頻譜通信及其應用[M].北京：中國科學技術大學出版社， 1993.
[2]李穎，朱伯立，張威. Simulink動態系統建模預防針基礎[M].西安：西安電子科技大學出版社， 2004.
擴頻技術論文范文5
近年來，由于數據通信需求的推動，加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發展，短距離無線與移動通信技術也經歷了一個快速發展的階段，WLAN技術、藍牙技術、UWB技術，以及紫蜂(ZigBee)技術等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內的通信，分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數據速率>100Mbit/s，通信距離<10m，典型技術有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數據速率<1Mbit/s，通信距離<100m，典型技術有藍牙、紫蜂和低速UWB。
2藍牙(Bluetooth)技術
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準，也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規范。它可以在較小的范圍內，通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯，使得近距離內各種通信設備能夠實現無縫資源共享，也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通信。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動通信設備，使設備去掉了連接電纜的不便，通過無線建立通信。
藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎，采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術，為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯網，并且能夠實現無線連接因特網，其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對稱連接最高數據速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強，新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業務需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術，藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處，如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問，藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術，它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末，此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術又被重新提出，并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz，因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時，UWB設備的發射功率卻很小，僅僅是現有設備的幾百分之一，對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式，它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下：
(1)抗干擾性能強：UWB采用跳時擴頻信號，系統具有較大的處理增益，在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。
(2)傳輸速率高：UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s，有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少：通常情況下，無線通信系統在通信時需要連續發射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發送出去，并且在需要時才發送脈沖電波，所以消耗電能少。
(5)保密性好：UWB保密性表現在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低，用傳統的接收機無法接收。
(6)發送功率非常?。篣WB系統發射功率非常小，通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。
(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術使用基帶傳輸，無需進行射頻調制和解調，所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件，系統結構簡化，成本大大降低，同時更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻：
[1]方旭明，何蓉.短距離無線與移動通信網絡[M].北京：人民郵電出版社，2004.
[2]劉乃安.無線局域網(WLAN)—原理、技術與應用[M].西安電子科技大學出版社，2004.
擴頻技術論文范文6
關鍵詞：時變非線性；DC-DC開關變換器；混沌；開關頻率
中圖分類號：TM401.1 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599(2011)07-0000-01
DC-DC Switching Converter Chaos and Application
Meng Junhong1,Zhang Youcheng2
(1. Shenyang Institute of Technology,Automotive Branch,Shenyang11015,China;2.Liaoning Dongmei Commerce Co.,Ltd.,Shenyang110010,China)
Abstract:At present,DC-DC switching power converter of the nonlinear phenomenon of chaos has been developed to control and application.This paper discusses on the DC-DC switching converter in its application,and future prospects of chaotic switching converter applications.
Keywords:Time-varying nonlinear;DC-DC switching converter;Chaos;
Switching frequency
DC-DC開關變換器是一個固有開關非線性系統，因此開關變換器運行中必然存在著豐富的非線性現象。諸如運行狀態的突然崩潰、不明的電磁噪聲、系統運行的不穩定、無法按設計要求工作等。已有的研究表明上述不規則現象是開關變換器中混沌現象的一種普遍的表現[1]。當DC-DC開關變換器工作在混沌區時，混沌的不確定性將導致系統的運行狀態無法預測，從而使DC-DC 開關變換器的控制性能受到極大的影響，甚至完全不能工作。因此要從非線性系統混沌現象的理論高度來探索DC-DC開關變換器運行規律。通過對各種DC-DC 開關功率變換器的混沌現象探索和研究，可以達到如下重要的目的：(1)在變換器設計中優化參數設計，避免有害混沌現象的出現，消除奇異或不規則現象，使DC-DC開關功率變換器穩定工作并在高性能下運行。(2)由于混沌運動中存在很多不穩定的周期軌道，可以采用各種控制策略，控制功率變換器工作在預期的周期軌道上，從而實現周期軌道的快速變換，使DC-DC開關變換器的工作性能實現超常規的提高。
一、DC-DC開關變換器混沌現象的研究現狀
20世紀90年代以來，DC-DC的研究逐漸成為國際上專家研究的熱門課題。然而由于DC-DC開關變換器非線性工作的復雜性，使DC-DC開關變換器的混沌現象的研究工作尚處于理論探索和實驗上的觀察階段。
雖然混沌的概念至今沒有一個統一的嚴格定義，但混沌的基本特征已為人們所普遍接受，這些特征包括有：系統的動力學特性對初始條件極其敏感、存在不穩定周期軌道的稠密集、具有正的Lyapunov指數或有限的KS熵，功率譜連續、具有非遍歷性等。DC-DC 開關變換器是一種時變非線性開關電路，除了穩定工作外， 還可能出現分叉、準周期、混沌等多模式的工作狀態。
二、混沌狀態在DC-DC 開關變換器中的應用
對于實際的功率電源設計者來說，變換器工作于混沌狀態是一種不正常的、不可靠的現象，長期以來總是被回避和抵制。對DC-DC 變換器中的混沌現象產生方式與產生過程的研究有助于人們在設計中避開這種不理想的現象的發生，而使變換器工作于穩定的周期工作狀態。然而，實際上混沌狀態是一種有界的不穩定振動，具有整體的穩定性，因此DC-DC 開關變換器的混沌工作狀態不會對電路產生破壞性的危害。相反，混沌狀態的一些特性(如連續寬帶頻譜、遍歷性、對擾動極其敏感性等)可為人們所利用以獲得某些實際的應用。如擴展頻譜以減弱電磁干擾[2]，利用混沌同步以實現保密通信[3]等。開關變換器的一個明顯缺點是會產生電磁干擾(EMI)，盡管可通過優化設計、濾波及屏蔽等方法可使EMI得到一定程度的減小，但要達到國際電磁兼容標準的要求往往是十分困難的。由于電磁兼容(EMC)標準規定寬帶噪聲在一定程度上是可以容許的，而窄帶噪聲應受限制。因此可通過擴頻技術來減少干擾頻譜峰值，以滿足電磁兼容性要求。通常的方法是對脈寬或開關頻率進行周期調制，但需要增加額外的調制電路。然而可考慮令變換器工作在混沌工作狀態以達到擴頻的目的。因為開關變換器的混沌工作態是一種類似噪聲的非周期工作態，具有連續的寬帶頻譜。盡管仍存在頻譜尖峰，但相對于穩定的周期工作狀態要平坦得多。文獻[2]對峰值電流控制的Boost變換器進行了實驗研究，證實了混沌工作態與周期工作態相比頻譜峰值有較大的減小，平均減小達3.6dB，而且這還沒有采取任何優化手段的結果。但這種擴頻方法也衍生出一些問題，首先是混沌工作態的低頻噪聲功率增加了；其次為了實現擴頻，必須保證變換器有一定的魯棒性。
混沌系統的吸引子中有著極其稠密的不穩定周期軌道，且混沌運動具有遍歷性，這就促使人們設想利用混沌狀態的這些性質實現各周期之間的快速切換，雖然至今人們對這種快速切換在工程上有何應用價值并不十分清楚，但它實際上蘊涵了一種可能的潛在作用。為了使工作于混沌態的DC-DC開關變換器穩定于某個周期軌道上，需要對變換器的混沌工作態加以控制，基于混沌系統具有對微擾極端敏感的特性，可設計出DC-DC開關變換器的各種混沌控制方法。而令混沌開關變換器穩定于其混沌吸引子的某個不穩定周期軌道上所需的控制力是最小的，所以為實現對混沌的控制，首先均要從混沌吸引子的無數個不穩定周期軌道中分辯出需要加以控制的目標周期軌道，然后通過參數擾動法或修正導通時刻的方法使變換器運動軌跡穩定在這個目標周期軌道上。這些混沌控制方法的概念都非常清晰明了，且計算量小，不需構造離散時間映射，具有簡單實用的特點。
經歷了三十多年的研究，DC-DC 開關變換器盡管新的拓撲結構仍有可能不斷出現，但從分析方法和控制方案上來看，已基本趨于成熟。然而，目前對DC-DC 開關變換器的混沌現象及其應用的研究才剛剛起步，技術手段仍然以數值仿真和典型電路的實驗為主，對各種開關變換器電路的研究總是逐個進行，沒有一種統一的混沌分析的理論方法。此外，開關變換器混沌的控制與利用仍為一片未開墾的處女地，其中應用混沌開關變換器實現高頻混沌開關電源，可望使開關電源的EMC 問題得到解決?？傊欣碛上嘈趴刂苹煦绾屠没煦绲那熬氨囟ㄊ鞘謴V闊和無比美好的。
參考文獻：
[1]D.C Hamill and D.J.Jefferies. Subharmonics andchaos in a controlled switched2mode power converter.IEEE Trans[J].Circuits systems,1988,35(8):1059-1061