微波扩频技术及其运用
1.微波扩展频谱技术简介
微波扩展频谱技术，简称微波扩频SS技术。是90年代以来在美国发展起来的一种新型民用计算机无线网络技术。
其主要技术特点是：用900MHz、2.45GHz或3.5GHz微波频段作为传输媒介，以先进的扩展频谱方式发射信号的传输技术。扩频技术的基本特征是：使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码，把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。美国人香农Claude Elwood Shannon在信息论的研究中得出了如下的信道容量公式：C=Wlog21+PN这个公式指出：如果信息传输速率C不变，则带宽W和信噪比PN可以进行互换，就是说：增加带宽W就可以在较低信噪比PN的情况下以相同的信息速率C来可靠地传输信息，甚至在信号被噪声淹没的情况下，只要相应的增加信号带宽W，仍然保持可靠的通信，也就是可以用扩频的方法以宽带传输信息来换取信噪比。这便是扩频通信的基本思想和理论依据。
其具体工作原理为：信息数据D经过常规的数据调制，变成了带宽为B1的基带窄带信号，再用扩频编码发生器产生的伪随机码PN码，Pseudo Noise Code对基带信号作扩频调制，形成带宽B2B2远大于B1功率谱密度极低的扩频信号，这相当于把窄带B1的信号以PN码所规定的规律分散到宽带B2上，再发射出去。接收端用与发射时相同的伪随机编码PN做扩频解调，把宽带信号恢复成常规的基带信号，即以PN码的规律从宽带中提取与发射对应的成份积分起来，形成普通的基带信号，然后，可再用常规的通信处理解调发送来的信息数据D，从而实现了住处数据D的传输。
微波扩频技术最常用的方式有两种：一种是跳跃Frequency Hopping，FH扩频技术，FHSS以随机模式传输信号，信号传送过程中要经过多次握手和同步，效率较低。另一种是直接序列Direct Sequence，DS扩频技术简称直扩。直序扩频DSSS是宽带调制发射，与传统的无线电窄带调制发射方式不同，它以固定模式传输本频段内信号，因而可以更加充分地利用带宽;它具有传输速率高可为2M-11Mbps或更高、发射功率小一般<100mw、保密性好、抗干扰能力强的特点。故易于多点通信，其通信距离和覆盖范围视所选用的天线不同而异：定向传送可达5～50公里，室外的全向天线可覆盖15～20公里的半径范围，室内全向可覆盖最大半径250米的5000平方米范围，并能穿透几层墙甚至两层楼的混凝土楼板。微波扩频无线网络通信技术在组网链路中所采用的是载波侦听多路访问冲突避免CSMACA媒介访问协议，遵从IEEE802.3以太网协议EtherNet Protocol，同时也支持TCPIP协议，并与目前的几种主流网络操作系统完全兼容。它的运行环境是MS-DOS3.1以上的操作系统、UNIX操作系统以及Windows环境。目前微波DS扩频设备主要分为两类：一类属于无线Modem，具有RS232接口或T或E接口;另一类属于无线连网设备，包括无线网桥和无线IP路由器，一般都具有网络接口，如：BNC、AUI、10100Base-T、RJ-45等。扩频微波组网可完成高速率的无线通信：实现点到点、点到多点的通信及连网;能够较好地传送图形、文字、话音、动态图象等信息;因信号弱，所以隐蔽保密性好，误码率低;具有网桥、路由器等功能，可实现局域网互连或远程接入，也可以组合在高速移动无线网。由此可见，微波扩频技术为计算机无线网络提供了良好的通讯信道。
2.微波扩频技术的特性
微波扩频技术在发射端以扩频编码进行扩频调制，在接收端以相关解调技术收信，和传统的布线相比较，具有诸多的优良特性，最主要有：
1抗干扰能力强。表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益GSpreadingGain，G=B2B1。扩频通信中，接收端对接收到的信号做扩频解调，只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成分，而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响，相当于把接收信噪比提高了G倍。考虑到输出端的信噪比和接收系统损耗，可以认为实际的扩频增益带来的信噪比的改善为：M=G-输出端信噪比-系统损耗，公式中的M叫做抗干扰容限。实际上，输出端信噪比和系统损耗都比较小，所以M近似等于G。
2隐蔽性强、干扰小。因信号在很宽的频带上被扩展，则单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中，别人难于发现信号的存在，再加之不知扩频编码，就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度，也很少对其他电讯设备构成干扰。
3易于实现码分多址。扩频通信占用宽带频谱资源通信，改善了抗干扰能力，提高了频带的利用率。正