解析扩频通信主要技术及优缺点扩频通信的基本原理是什么

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LoRa 的扩频技术LoRa 是一种基于扩频的调制方式，通过扩频把信号扩展到带宽较宽的噪声中，获得扩频增益。
扩频概念及原理扩频通信（SSC），即扩展频谱通信技术（SpreadSpectrumCommunication），它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
扩频技术即是将信息信号的带宽扩展很多倍进行通信的技术。传输信号带宽远大于信息信号的带宽。例如，传输一个64Kbps 的数据流，其基带带宽只有64KHz 左右，但用扩频技术传送时，它所占据的信道带宽可以被扩展到5MHz，10MHz，甚至更大。与此同时，发射到空间的无线电功率谱（单位带宽内具有的功率），也将大大的降低。
常规的数字数据通信原理是使用与数据速率相适应的尽可能小的带宽。这是因为带宽数是有限的，而且有很多的用户要分享。扩频通信的原理是尽可能使用最大带宽数,同样的能量在一个大的带宽上传播。这里扩频带宽的很小部分与常规无线信号相干扰，但常规无线信号不影响扩频信号，这是因为两者相比常规信号带宽很窄。
扩频通信，即扩展频谱通信技术（Spread Spectrum Communication），它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。除此以外，扩频通信还具有如下特征:
是一种数字传输方式；带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的；在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息。根据香农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式，即香农公式： C = W×Log2(1+S/N) 式中：C–信息的传输速率S–有用信号功率W–频带宽度N–噪声功率由式中可以看出：为了提高信息的传输速率 C，可以从两种途径实现，即加大带宽W 或提高信噪比S/N 。换句话说，当信号的传输速率C 一定时，信号带宽W 和信噪比S/N 是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。扩频通信系统由于在发送端扩展了信号频谱，在接收端解扩还原了信息，这样的系统带来的好处是大大提高了抗干扰容限。理论分析表明，各种扩频系统的抗干扰性能与信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。一般把扩频信号带宽W 与信息带宽△F 之比称为处理增益GP，即：
它表明了扩频系统信噪比改善的程度。除此之外，扩频系统的其他一些性能也大都与GP 有关。因此，处理增益是扩频系统的一个重要性能指标。系统的抗干扰容限 MJ 定义如下：
式中：（S/N）。= 输出端的信噪比，LS = 系统损耗
由此可见，抗干扰容限MJ 与扩频处理增益GP 成正比，扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在一定的噪声湮没下也能正常通信。通常的扩频设备总是将用户信息(待传输信息)的带宽扩展到数十倍、上百倍甚至千倍，以尽可能地提高处理增益。
频谱的扩展是用数字化方式实现的。在一个二进制码位的时段内用一组新的多位长的码型予以置换，新码型的码速率远远高出原码的码速率，由傅立叶分析可知新码型的带宽远远高出原码的带宽，从而将信号的带宽进行了扩展。这些新的码型也叫伪随机（PN）码，码位越长系统性能越高。通常，商用扩频系统PN 码码长应不低于12 位，一般取32 位，军用系统可达千位。

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