上一篇博客简单阐述了应力波通信面临的问题,提高多径能量的利用率对提高应力波通信的稳定性具有积极意义。因此,参考CDMA采用RAKE接收机,可简单地实现目标。而CDMA的核心技术即为扩频通信,首先需要解决扩频通信,特别是直序扩频通信技术在应力波通信中的移植问题。
从海蒂·拉玛的音乐盒开始,扩频通信至今已有百余年的历史。香农公式可以很好地在数学上解释扩频通信的科学性,然而扩频通信的灵感爆发时间比香农老爷子提出香农公式的时间早了超过一代人,不得不说工程有时候确实超前于科学。贴一下香农公式以示对老爷子的尊敬:
C=B·log2(1+S/N)
其中,C是信道容量(bit/s),B是信道带宽(Hz),S是信号功率(W),N是噪声功率(W)。
对于直序扩频,可以通过以下场景感性但不完全准确地理解:假定在K房有两个坐得很远的好基友想聊天,他们发现K房太吵,于是跑到洗手间去了,发现依然很吵,不得已只能采取两种方法,一是提高音量,二是把一句话重复若干次。这两种方法,第一种对应了提高香农公式中的信噪比,第二种对应了提高其中的带宽。可以设想,由于噪声幅值时大时小的,只要重复次数足够多,总有把一句话拼凑出来的机会。
从香农公式出发,可以认为扩频的过程是信道编码的过程,靠牺牲带宽换取了通信的可靠性,对于应力波通信,由于本身工作于恶劣环境,可靠性是优先考虑条件,适当牺牲带宽,降低通信速率,是可以接受的。
参考文献
[1] 冯穗力. 数字通信技术基础
[2] 韦惠民. 扩频通信技术及应用
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