無線網路原理

[psac]

隨著電腦套用技術的普及和國民經濟信息化的發展，客戶/伺服器計算、分佈式處理、國際互連網（Internet）、內部網（Intranet）等技術被廣泛接受和套用，電腦的連網需求迅速擴大。

在諸多電腦連網技術中，無線網（Wireless Network）以其無需布線、在一定區域漫遊、執行費用低廉等優點，在許多套用場合有其他連網技術不可替代的作用，而在無線通信技術中，關於擴頻技術的電腦無線網具有抗干擾能力強、易於實現碼分多址、安全保密、 無須申請頻率資源等特點，近年來在電腦連網的各個領域都得到了廣泛地套用。

　　擴頻通信具有其他方式不可比擬的優點，近年來在無線通信中得到越來越廣泛地套用。


擴頻通信（Spread Spectrum Communications）開始出現在第二次世界大戰，作為美軍使用的無線保密通信技術。


現在擴頻技術被廣泛套用於包括電腦無線網等許多領域。


擴頻通信是一種信息傳遞方式，其信號所佔用的頻帶寬度遠大於所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的展寬是通過編碼及調製的方法來實現的，與所傳的信息無關；在接收端採用相同的擴頻碼進行相關解調來解擴及恢復所傳信息。

擴頻通信具有如下特點：

抗干擾性強：

　　抗干擾是擴頻通信主要特性之一，比如信號擴頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強度降低了100倍，如要保持原干擾強度，則需加大100倍總功率，這實質上是難以實現的。

因信號接收需要擴頻編碼進行相關解擴處理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾，在不知道信號的擴頻碼的情況下，由於不同擴頻編碼之間的不同的相關性，干擾也不起作用。


正因為擴頻技術抗干擾性質，美國軍方在海灣戰爭等處廣泛採用擴頻無線網路橋接來連接分佈在不同區域的電腦網路。

隱蔽性好：

　　因為信號在很寬的頻帶上被擴展，服務機構帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低，信號淹沒在白噪聲之中，別人難以發現信號的存在，加之不知擴頻編碼，很難拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對於其他電訊設備構成干擾。
易於實現碼分多址（CDMA）：

　　擴頻通信佔用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是否浪費了頻段？其實正相反，擴頻通信提高了頻帶的利用率。


正是由於擴頻通信要用擴頻編碼進行擴頻調製傳送，而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關解擴才能得到，這就給頻率復用和多址通信提供了基礎。

充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關特性，分配給不同用戶不同的擴頻編碼，就可以區別不同的用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實現了頻率復用，使擁擠的頻譜得到充分利用。


傳送者可用不同的擴頻編碼，分別向不同的接收者傳送資料； 同樣，接收者用不同的擴頻編碼，就可以收到不同的傳送者送來的資料，實現了多址通信。

美國國家航天管理局（NASA)的技術報告指出：採用擴頻通信提高了頻譜利用率。另外，擴頻碼分多址還易於解決隨時增加新用戶的問題。

抗多徑干擾：

　　在無線通信中，抗多徑問題一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間的相關特性，在接收端可以用相關技術從多徑信號中提取分離出最好的有用信號，也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。

擴頻通信的其他優點：

　　擴頻通信速率高（2M，8M，11Mbps），無須申請頻率資源，建網簡單，網路效能好。

　　與X.25和DDN相比，無線擴頻網具有速率高（2Mbps，8Mbps，11Mbps）,安裝簡單，執行費用低（無須租費，僅投入少量維護費用），無須申請頻率資源，容易擴展投資少等優點。

另外，如使用X.25或DDN作為網間互連的鏈路，在鏈路兩端要使用路由器、多路復用器等設備，而無線擴頻產品有網路橋接、路由器、調製解調器等多種選項，節省設備和投資，因此無線擴頻網比X.25和DDN在數百公里範圍內連網要有明顯的優勢。

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