变换域通信与扩频通信抗干扰性能比较

【摘要】 随着科技的发展，数据通信已经无处不在，大到工业生产，小到日常生活，随处可见通信的影子。通信技术的发展也是一日千里，目前最常用的两种通信方式是变换域通信和扩频通信。这两种通信方式各有各的优点，但是他们都要面临同一个问题：抗干扰问题。但是到底是哪种通信方式的抗干扰能力更好呢，这就是本文要探讨的内容。本文对变换域通信和扩频通信的抗干扰性能进行了比较，得出一些有实际意义结论。

【关键词】 变换域 扩频 通信 抗干扰

一、变换域通信的特点

变换域通信就是通信编码过程中使用变换域进行波形处理。变换域通信和之前传统的通信方式有两点不同。第一，传统的通信方式对发送信号的处理是在时域下进行的，而变换域通信的波形变换是在频域完成的，并且在信号波形的变换过程中，就可以将通信信道的噪声问题考虑进去，使得信号波形和干扰波形在频域是正交的，正交的好处就是可以使通信过程中的干扰变小。第二，传统的通信无一不是采用载波调制，载波调制的最大缺点就是对发射功率的要求太大，而且解码必须载波同步。变换域通信采用的是噪声函数来调制信号波形，不仅不需要接收方载波同步，而且直接将干扰降到最低。

二、扩频通信的特点

扩频通信采用伪随机码对信号进行频域扩展，扩展后信号频带变宽，属于宽频通信，这种宽频信号到达接收端之后，接收端采用与发送端一样的伪随机码对信号进行反变换，恢复信号为基带形式。使用伪随机码的好处就是在接收端，如果发送过来的信号采用的伪随机码和接收端的伪随机码不同，则解调器将没有明显的信号输出。也就是说，在信号传输过程中附加在信号上的噪声干扰在接收端直接被忽略，具有较好的抗干扰性能。

三、变换域通信和扩频通信抗干扰性能的比较

3.1 宽带、窄带噪声干扰下的性能比较

变换域通信和扩频通信在受到与通信系统具有相同带宽的宽带噪声干扰时，在噪声功率和信息能量比下的误比率曲线如图1所示。可见，两种通信方式的抗宽带干扰能力基本一致，都没有显著地抑制能力。在窄带干扰下，变换域通信的优势就显示出来了。由于变换域通信具有频谱抠除机制[2]，在窄带噪声下误比率比扩频通信提高很多，结果如图2所示。

从图2上可以看出，变换域通信在窄带信号的干扰下，与理想的性能相当接近。由于以上原因，变换域通信被广泛使用在军事通信领域。

3.2 多用户干扰下的性能比较

用户干扰主要有两种方式：同步干扰和非同步干扰。在同步干扰下，如果变换域通信采用随机码而扩频通信采用RNG产生随机序列，并且二者码长一样，结果是两种通信方式基本上具有一致的抗干扰性能。如果变换域通信采用正交码而扩频通信采用Gold序列，变换域通信具有比扩频通信更好的抗干扰能力。在非同步干扰下，仍然按照同步干扰下的比较方式：变换域通信采用随机码和扩频通信采用RNG产生随机序列比较，变换域通信采用正交码和扩频通信采用Gold序列比较。结果是，在第一种比较方式下二者的抗干扰能力基本相当，而在第二种比较方式下，扩频通信的抗干扰性能要稍微优于变换域通信。

3.3 在多径衰落信道干扰方面的性能比较

在实际的无线通信中，发送信号到达接收端的路径一般都不是只有一条，存在着多径效应，在多径效应下，不同路径的信号会发生不同程度的衰减，对传送信号产生不可预料的影响，比较这种通信环境下的抗干扰能力具有实际意义。多径衰落信道有四种模型：莱斯平坦、莱斯频率、瑞利平坦和瑞利频率模型[3]。在这几种模型下变换域通信和扩频通信基本具有相同的抗干扰性能。

3.4 两种通信方式抗干扰性能比较的结论

从以上的分析当中可以看出，几乎在所有的干扰模型下，变换域通信都优越于或者不差于扩频通信，充分显示了变换域通信的抗干扰优势，相信在未来的通信中，变换域通信将占有极其重要的地位。

四、总结

随着科技的发展，数据通信已经无处不在，大到工业生产，小到日常生活，随处可见通信的影子。通信技术的发展也是一日千里，目前最常用的两种通信方式是变换域通信和扩频通信。这两种通信方式各有各的优点，但是他们都要面临同一个问题：抗干扰问题。本论文首先简要介绍了变化域通信和扩频通信的特点，然后对其抗干扰性能作出了比较。