一点多址扩频通信系统的应用
摘要：扩频通信作为数字微波通信的一种，由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用。该文以南阳市电力工业局一点多址扩频通信系统为例，简要介绍了扩频通信技术的基本概念、特点及其在电力系统通信中的应用。关键词：一点多址；扩频通信；衰耗中图分类号：TN925 .92 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)05-0007-02在南阳市郊区环布着11座35kv农用终端变电站，其运行管理权分属市局东、西郊农电公司（其中东郊农电公司管理4座，西郊农电公司管理7座），调度到各站的通信方式原为150M无线电和邮电市话。2002年随着农网改造的进行，各站远动设备投入运行，对通信通道提出了更高要求。由于市局调度通信大楼到东、西郊农电公司之间分别有光纤相连，故如果这11座变电站建立了和调通大楼的联系，则可将各站数据和话音分别送往两个农电公司调度室，从而为农网调度自动化的实施创造必要的条件。鉴于电网现状和变电站的等级、性质，考虑到载波和光纤通信要经过多次转接，增加了不稳定因素，综合考虑成本及市区施工条件，最后决定采用无线扩频技术建立这11座农用终端变电站的通信系统。本文简要介绍了扩频技术及在此次系统建设中的应用。1扩频通信技术的基本概念扩频通信的基本特点，是其传输信息所用信号的带宽（W）远大于信息本身实际所需的最小（有效）带宽（△F），其比值称为处理增益GPGP=W/△F众所周知，在普通的调幅、调频或脉冲编码调制通信中，GP值一般都在十多倍范围内，统称“窄带通信”，而扩频通信的GP值高达几百甚至几千倍，可以称为“宽带通信”。由于扩频后的信号，它的发射功率很低，传输时大多淹没在空间的噪声中，因此很难被其它接收机截获，只有具有相同扩频码（或称PN随机码）的接收机，才能获得处理增益，解扩并恢复出原发的信号。2扩频通信技术的优越性抗干扰性强，误码率低。如上所述，扩频通信系统由于在发送端扩展信号频谱，在接收端解扩还原信号，产生了扩频增益，从而大大地提高了抗干扰容限。根据扩频增益不同，甚至在负的信噪比条件下，也可以将信号从噪声的淹没中提取出来，在目前商用的通信系统中，扩频通信是惟一能够工作于负信噪比条件下的通信方式。抗多径干扰能力强，增加了系统的可靠性。由于扩频系统中采用的PN码具有很好的自相关性，互相关性很弱，不同路径传输来的信号能容易地被分开，并可在时间和相位上重新对齐，形成几路信号功率的叠加，从而改善了接收系统的性能增加了系统的可靠性。易于同频使用，提高了无线频谱利用率。无线频谱十分宝贵，虽然从长波到微波都已得到开发利用，仍然满足不了社会的需求。为此，世界各地都设计了频谱管理机构，用户只能使用申请获得的频率，依靠频道划分来防止信道之间发生干扰。由于扩频通信采用了相关接收这一高技术，信号发送功率极低（<1W，一般为1～100mW），且可工作在信道噪声和热噪声背景中，易于在同一地区重复使用同一频率，也可以与现今各种窄带通信共享同一频率资源。扩频通信是数字通信，特别适合数字话音和数据同时传输，扩频通信自身具有加密功能，只能在PN码相同的用户之间进行通信，隐蔽性好，保密性强，便于开展各种通信业务。扩频通信容易采用码分多址、语音压缩等多项新技术，更加适用于计算机网络以及数字化的话音、图像信息传输。扩频通信绝大部分是数字电路，设备高度集成，安装简便，易于维护，也十分小巧可靠，平均无故障率时间也很长。在我们决定采用扩频通信技术建设这11座农用终端变电站的通信系统之后，由于扩频通信的传输距离受到视距的限制，阻挡就成为系统的设计前提。若市局调度大楼和11座变电站之间有阻挡，则问题就变得较为复杂，选用扩频系统的可行性就大打折扣。因此，我们查看了我市航测地形图，初步确定没有阻挡才考虑进行系统设计，并请有关公司用扩频设备对这11个点的传输路由进行了实测，结果令人满意。根据当时市面上无线扩频设备现货供应情况，我们初步选定了Comlink扩频系列第三代产品。因为大多数在点对点方式下，功能优异的扩频设备在一点对多点的应用环境中遇到许多问题：首先是频率资源问题，即使最低64kbit/s数据速率的电台，空间带宽也要占用5MHz，由于32位PN码的码间隔离度只有15dBm左右，所以工程上不得不采用频分多址，以获得35db左右的理论隔离度。11个站就要使用11个频点，频率资源浪费较大，而Comlink扩频产品可在同一频点实现一点对多点通信。其次
