眾所周知，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)是將要傳送的信息在比信息帶寬寬十倍甚至數(shù)百倍的頻帶上傳送，在接收端通過相關(guān)接收進(jìn)行解擴(kuò)，將傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行恢復(fù)的通信系統(tǒng)。該項(xiàng)技術(shù)最早主要應(yīng)用于軍事通信，防止敵方干擾和竊密，后來開始用于民用。由于其具有一定的抗干擾性能力，故擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的使用頻率選在了自由開放的2.4GHz和5.8GHz頻段。該頻段為工業(yè)、科學(xué)以及醫(yī)療設(shè)備的污染頻段。同時(shí)在國外對使用該頻段的擴(kuò)頻通信設(shè)備也有嚴(yán)格的規(guī)定，如對其等效全向輻射功率、發(fā)射機(jī)功率和擴(kuò)頻參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)都有明確的限制；而且規(guī)定不能對正常通信造成干擾，而受到干擾后也自己解決，無線電管理部門不予排除。從國外早期的使用情況看，該設(shè)備主要采用微功率的方式在辦公樓內(nèi)進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。由于其發(fā)射功率較小、覆蓋范圍小，系統(tǒng)之間產(chǎn)生干擾的可能性很小，所以在國外是免許可的。

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擴(kuò)頻通信設(shè)備被引入我國后，由于經(jīng)濟(jì)及其他方面的種種原因，其通信距離大大增加，甚至接近于常規(guī)的微波通信系統(tǒng)。隨著距離的增大，其等效全向輻射功率也大大超過國家無委規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。由于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可以使用的頻段較窄，通信方式采用時(shí)分雙工體制、頻分雙工體制共用，從而使系統(tǒng)間產(chǎn)生干擾的可能性加大，而且直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)最致命的弱點(diǎn)--遠(yuǎn)近效應(yīng)引起的干擾問題難以協(xié)調(diào)，管理難度加大。而跳頻通信占滿了整個(gè)頻段與直接序列擴(kuò)頻的干擾也是日益嚴(yán)重，一開始跳頻干擾直接序列擴(kuò)頻，隨著擴(kuò)頻用戶的增加，跳頻也就無處可跳了，造成通信系統(tǒng)的癱瘓。加上用戶私自設(shè)臺(tái)造成系統(tǒng)間發(fā)生干擾的事件時(shí)有發(fā)生，一方面給設(shè)臺(tái)用戶造成了直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失，另一方面擾亂了無線電通信秩序。綜上所述由于國內(nèi)外擴(kuò)頻通信系統(tǒng)使用方法的不同，根據(jù)我國的實(shí)際情況在我國對擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)行審批管理是非常必要的。

按擴(kuò)頻方式的不同，可以將擴(kuò)頻通信系統(tǒng)分為：直接序列擴(kuò)頻（DS）、跳頻擴(kuò)頻（FH）、跳時(shí)擴(kuò)頻（TH）和線性調(diào)頻（chirp Modulation）四種基本方式。其中目前比較常用的有DS和FH兩種。這里主要討論這兩種擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的監(jiān)測及抗干擾問題。

1、直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)（DS）的監(jiān)測及其抗干擾性

直接序列擴(kuò)頻通信基本原理是將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)碼序列擴(kuò)展到很寬的頻帶上發(fā)射出去，在接收端用與發(fā)射端相同的偽隨機(jī)序列碼對接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，恢復(fù)出原來的傳輸信息，從而達(dá)到通信的目的。

先討論對擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的監(jiān)測問題：關(guān)于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可以在噪聲下傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)是shannon定理。shannon定理指出在高斯白噪聲干擾的條件下通信系統(tǒng)的極限傳輸速率為下式，其式中各參數(shù)的含義匯總在下表1中。

C = B log2 (1 + S/N) bit/s （1）

表1：計(jì)算式中參數(shù)的含義

從上式可以看出，在保持信道容量不變的前提下，通過增加帶寬來降低對傳輸系統(tǒng)S/N的要求，由此公式可以看出當(dāng)S/N＜1時(shí)，上式仍然可以成立。因此提出信號(hào)可以在噪聲下傳輸。據(jù)此并提出了無線電管理部門不能監(jiān)測到擴(kuò)頻信號(hào)的說法。實(shí)際上現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信設(shè)備都有一個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)即對應(yīng)于一定誤碼率的接收系統(tǒng)的靈敏度。如果接收信號(hào)電平小于此值，該通信系統(tǒng)將不能正常工作。而此接收系統(tǒng)的靈敏度電平一般在-85 ~ -100dBm之間。這個(gè)電平值是完全在無線電管理部門的儀器儀表監(jiān)測的范圍內(nèi)。如采用21dBi增益天線，40dB增益低噪聲放大器，HP系列頻率分析儀，系統(tǒng)的接收靈敏度可達(dá)到-140dB左右，完全可以監(jiān)測到擴(kuò)頻信號(hào)。因此說無線電管理部門監(jiān)測不到擴(kuò)頻通信信號(hào)的說法是完全錯(cuò)誤的。事實(shí)上各級(jí)無線電管理部門已經(jīng)通過對擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測的方法查找了不少非法設(shè)立的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。

關(guān)于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)不怕干擾的問題：由直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的原理可知，當(dāng)無線電干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)后，在解擴(kuò)單元被接收機(jī)的偽隨機(jī)碼展寬，頻率展寬的過程在頻域表達(dá)式表示為卷積。進(jìn)行卷積的結(jié)果是將干擾信號(hào)的帶寬展寬為干擾信號(hào)加上PN碼的帶寬，從而導(dǎo)致干擾信號(hào)功率譜密度的降低，經(jīng)過窄帶濾波器后進(jìn)入接收機(jī)的解擴(kuò)單元進(jìn)行解碼。由于干擾信號(hào)被卷積（擴(kuò)頻）后相對較寬，被窄帶濾波器濾波，因此只有一小部分干擾信號(hào)的能量進(jìn)入接收機(jī)形成干擾；而有用信號(hào)由于發(fā)送端的擴(kuò)頻碼和接收端的解擴(kuò)碼的相關(guān)則恢復(fù)成擴(kuò)頻前的窄帶信號(hào)，通過窄帶濾波器時(shí)有用信號(hào)的能量沒有損失，因此提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力可以用干擾容限來衡量，見公式(2)，其式中各參數(shù)的含義見表1中。從已經(jīng)查處的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)干擾實(shí)例來看，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力是有一定限度的。

M = Gp - [ Lsys + S/N ]  （2）

對于干擾問題人們還有一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：寬帶信號(hào)對于擴(kuò)頻系統(tǒng)的干擾比窄帶信號(hào)更嚴(yán)重。這個(gè)認(rèn)識(shí)在干擾功率相同的情況下是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵谙嗤墓β是疤嵯拢瑤捫盘?hào)與PN碼的卷積比窄帶信號(hào)與PN碼的卷積帶寬要寬，導(dǎo)致相對功率譜密度較低。因此通過接收機(jī)濾波器后的干擾信號(hào)較小，因此寬帶信號(hào)干擾效果不如窄帶干擾效果明顯。事實(shí)上直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)最怕的干擾是瞄射式干擾，即干擾頻率與擴(kuò)頻通信系統(tǒng)采用的射頻頻率相同。

2、跳頻通信系統(tǒng)的監(jiān)測及其抗干擾性

跳頻通信系統(tǒng)是用偽隨機(jī)碼（PN碼）序列構(gòu)成跳頻指令來控制頻率合成器，使其輸出頻率在信道內(nèi)隨機(jī)變化，在接收端用與發(fā)端相同的本地偽隨機(jī)碼構(gòu)成的跳頻指令去控制本地頻率合成器，使其輸出的跳頻信號(hào)能在混頻器中與接收到的跳頻信號(hào)差頻出一個(gè)固定的中頻信號(hào)來，經(jīng)中放及帶通濾波器送到數(shù)字解碼器輸出端恢復(fù)出原信息。

跳頻通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)的抗干擾性與系統(tǒng)的跳頻頻道數(shù)有關(guān)，而跳頻頻道數(shù)又與跳頻信號(hào)可用帶寬和跳頻間隔有關(guān)，跳頻間隔與所傳輸?shù)男盘?hào)速率與調(diào)制方式有關(guān)，如（3）式，其式中各參數(shù)的含義見表1中。

N = BRF/ΔF  （3）

對跳頻通信系統(tǒng)進(jìn)行無線電監(jiān)測，如果頻譜儀的掃描時(shí)間小于跳頻信號(hào)的駐留時(shí)間，則可以完整的顯示跳頻頻譜。但如果跳頻速度較快，則可采用掃描累加方式監(jiān)測跳頻通信所占的頻譜。由此可見對跳頻通信實(shí)施監(jiān)測是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

擴(kuò)頻信號(hào)的干擾容限同直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)一樣，其干擾容限見式（4），其式中各參數(shù)的含義見表1中。

MFH = Gp - (Lsys + S/N)   (4)

Gp跳頻通信系統(tǒng)的處理增益直觀上的理解為只有當(dāng)窄帶信號(hào)與干擾信號(hào)頻率重合且時(shí)間相同時(shí)才會(huì)發(fā)生干擾，當(dāng)頻率跳變后即可“躲避”干擾。發(fā)生干擾的概率僅為1/N。當(dāng)干擾源為寬帶信號(hào)時(shí)，如覆蓋了BRF的整個(gè)帶寬，但干擾信號(hào)功率譜密度相對來說又降低了，因此帶來了擴(kuò)頻處理增益。

跳頻通信系統(tǒng)實(shí)際上是通過頻率的跳變來躲避干擾，對其最嚴(yán)重的干擾有兩種：寬帶阻塞式干擾和轉(zhuǎn)發(fā)式干擾。寬帶阻塞式干擾式通過發(fā)射寬帶大功率信號(hào)占據(jù)整個(gè)跳頻頻段，使跳頻電臺(tái)無處可跳，系統(tǒng)不能正常工作。在擴(kuò)頻通信的發(fā)展初期，由于臺(tái)站數(shù)量較少，干擾不會(huì)太嚴(yán)重，隨著設(shè)臺(tái)數(shù)量的增加，跳頻通信遇到寬帶干擾的問題就會(huì)越來越多，這也是加強(qiáng)頻率臺(tái)站審批管理的一個(gè)重要原因。人為對跳頻通信系統(tǒng)實(shí)施干擾最有效的方式是轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，其方式為把收到的跳頻信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)處理以最小的時(shí)延發(fā)射出去，形成轉(zhuǎn)發(fā)式干擾。轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的時(shí)延，如果時(shí)延大于信號(hào)的駐留時(shí)間則無效。

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