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微波擴(kuò)頻無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

云知道

作者：趙虎
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，網(wǎng)上教學(xué)、實(shí)時(shí)圖像（音頻）遠(yuǎn)程教學(xué)、可視電話會(huì)議、大匯考實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控治理、校園網(wǎng)絡(luò)資源共享等已成為教學(xué)的必然趨勢(shì) 。
而目前大部分學(xué)校又缺少自身的寬帶網(wǎng)絡(luò) 。微波擴(kuò)頻技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一難題 。他因傳輸速率高、受外界干擾小、便于為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供物理接口信道等特點(diǎn)而得到日益廣泛的應(yīng)用，并且在教學(xué)寬帶無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，成本低廉、建網(wǎng)靈活、學(xué)?？瑟?dú)立建網(wǎng)，多個(gè)學(xué)?？陕?lián)網(wǎng)，區(qū)、地、市、省可建以太網(wǎng) 。
1; 微波擴(kuò)頻技術(shù)
1．1擴(kuò)頻技術(shù)簡(jiǎn)介
擴(kuò)頻技術(shù)（SpreadSpectrumTechnology）是指用來傳輸信息的射頻信號(hào)帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信息本身帶寬的一種通信方式 。在微波擴(kuò)頻無線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)中使用最多的是DS（直接序列）和FH（跳頻）方式 。
（1）直接序列調(diào)制系統(tǒng)所謂直接序列（DS）調(diào)制擴(kuò)頻，就是直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜 。擴(kuò)頻信號(hào)采用相移鍵控調(diào)制后由天線發(fā)射出去 。在收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始信號(hào) 。早期按此技術(shù)的微波無線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)一般采用QPSK調(diào)制，以提供更大的增益，且對(duì)某些類型的干擾不敏感 ?，F(xiàn)在采用的補(bǔ)充代碼鍵控CCK調(diào)制，實(shí)質(zhì)上也是單載波正交相移鍵控（QPSK） 。
（2）跳頻系統(tǒng)所謂跳頻（FH），就是用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變 。在收端，用相同的本地?cái)U(kuò)頻碼發(fā)生器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信號(hào)差額出固定的中頻信號(hào)，然后經(jīng)中頻帶通濾波器及信息解調(diào)器輸出恢復(fù)的信息 。按此技術(shù)的微波無線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)一般采用GFSK調(diào)制，以降低潛在的干擾 。
1．2微波擴(kuò)頻的工作方式
以直擴(kuò)為例 。微波無線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)頻多采用（N，k）擴(kuò)頻，即用2k條長(zhǎng)度為N的PN碼去表示k位信息 。用得最多的是（N，1），即用2條長(zhǎng)度為N的PN碼去對(duì)應(yīng)1位信息的2種狀態(tài) 。例如說“1”用11100110，而“0”用00011001去代替，而在接收機(jī)處只要收到的序列是11100110就恢復(fù)“1”，收到的序列是00011001就恢復(fù)“0” 。當(dāng)然，為了能區(qū)分不同的用戶，還有同步多址及抗干擾能力等其他設(shè)計(jì)因素，實(shí)際采用的可能是比較復(fù)雜的序列 。這些碼序列最重要的特性是他具有近似于隨機(jī)噪聲的性能，因?yàn)樵谛畔鬏斨懈鞣N信號(hào)之間的差別越大越好 。這樣任意2個(gè)信號(hào)不輕易混淆，相互間不易發(fā)生干擾 。理想的傳輸信息的信號(hào)同的兩段噪聲來比較都不會(huì)完全相似 。用他們來表示2種信號(hào)，其差別性就最大 。
解擴(kuò)的方式可分模擬解擴(kuò)和數(shù)字解擴(kuò)2類 。數(shù)字解擴(kuò)主要采用擴(kuò)頻專用集成電路（ASIC）等 。ASIC電路是在基帶對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，他對(duì)輸入的基帶擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，一旦輸入信號(hào)與數(shù)字匹配濾波器的參考碼（PN碼）相匹配時(shí)，就可以恢復(fù)出1位傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào) 。而模擬解擴(kuò)大多采用聲表面波（SAW）器件，是在中頻對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行模擬處理 。主要是SAW抽頭延遲線和SAW卷積器 。
1．3微波擴(kuò)頻的技術(shù)特點(diǎn)
用2．4GHz微波作傳輸媒介，以先進(jìn)的直序擴(kuò)展頻譜（DSSS）或跳頻（FH）方式發(fā)射信號(hào) 。室外利用全向天線可覆蓋10km左右的半徑范圍，室內(nèi)全向可覆蓋最大半徑為100m的范圍 。電波能穿透幾層墻或2層樓的混凝土樓板 。擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比：他的頻點(diǎn)問題好處理；價(jià)格比較便宜 。另外還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：傳輸速率高（可為2～22 Mb／s或更高）、發(fā)射功率?。ㄒ话恪?00 mW）、帶寬較高；抗噪聲和干擾能力強(qiáng)，能與傳統(tǒng)的調(diào)制方式共用頻段；抗衰落能力和抗多徑干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠性高；可以采用碼分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多址通信 。用戶可以使用相同的通信頻率，只要設(shè)置不同的標(biāo)識(shí)碼ID，就可以產(chǎn)生不同的偽隨機(jī)碼來控制擴(kuò)頻調(diào)制，即能做到同時(shí)通信時(shí)互不干擾 。易于多媒體通信組網(wǎng)，可以傳送語音、傳真、數(shù)據(jù)和圖像等綜合業(yè)務(wù) 。由此可見，微波擴(kuò)頻合理地解決了校園建網(wǎng)的干擾、寬帶、選址和組網(wǎng)等問題 。因此非常適合學(xué)校及相關(guān)單位建網(wǎng) 。

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