2024-11-13 11:38:55
439
擴頻通信(SSC，Spread Spectrum Communication，擴展頻譜通信技術)，通過增加信號帶寬降低信噪比，提高抗干擾容限。其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬。
與傳統(tǒng)窄帶通信相比，擴頻通信具備許多優(yōu)點：多址能力、低截獲率、抗干擾能力強以及時間分辨率高等，被廣泛應用于無線通信中。
具有代表性的擴頻方式主要有兩種：直接序列擴頻與跳頻擴頻。
如果在數(shù)據(jù)上直接加入偽隨機序列碼，可得到直序擴頻(DSSS);如果偽隨機碼作用在載波頻率上，則得到跳頻擴頻(FHSS)。也可以綜合形成DSSS + FHSS混合擴頻技術。
DSSS(直序擴頻)：
直序擴頻(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式，簡稱直擴方式(DS方式)，是目前應用較廣的一種擴頻方式。用高速率的擴頻序列在發(fā)射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。
例如，LoRa技術就是一種基于直序擴頻的調制方式。DSSS代表直接序列擴頻，信息位是由PN碼(芯片)調制。PN碼是偽噪聲碼符號。與信息位相比，此 PN 代碼的持續(xù)時間較短。DSSS是基于IEEE802.11的 WLAN 兼容產(chǎn)品中采用的調制技術。在DSSS系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)帶寬始終可供每個用戶使用。
FHSS(跳頻擴頻)：
跳頻擴頻(FHSS，F(xiàn)requency Hopping Spread Spectrum)技術是在無線電傳輸過程中對載波頻率進行重復切換，以減少干擾并避免攔截。
在跳頻擴頻中，帶寬頻譜的廣切部分被劃分為許多可能的廣播頻率，供傳輸信號使用。跳頻擴頻數(shù)字無線電傳輸方法，其中無線電信號在較窄的頻譜范圍內傳播，信號以偽隨機順序跳到其他窄范圍，所有這些都在定義的總體范圍內，以實現(xiàn)比直序擴頻更好的抗噪性，比直序擴頻更大的范圍和固有的信號安全性。
直序擴頻與跳頻擴頻的區(qū)別對比：
由于跳頻擴頻系統(tǒng)依賴于不同的RF載波頻率，因此主要由于頻率選擇性衰落而導致誤差突發(fā)。
在直序擴頻中，信息位分布在頻率和時間平面上，因此最大限度地減少了干擾和衰落的影響。因此，直序擴頻系統(tǒng)容易出錯，但與跳頻擴頻系統(tǒng)相比處于較低水平。跳頻擴頻會產(chǎn)生強烈的突發(fā)錯誤。
直序擴頻的傳輸速率高于跳頻擴頻，直序擴頻提供高達22 Mbps的容量，而跳頻擴頻支持高達3 Mbps的容量。
直序擴頻比跳頻擴頻系統(tǒng)更可靠，跳頻擴頻在應用中的可靠性較低。但對于移動應用跳頻擴頻更節(jié)能。
直序擴頻比跳頻擴頻成本更高。在較低的Mbps(如2 Mbps)下，跳頻擴頻的成本較低，但通常，無線電信號以較高的Mbps使用，直序擴頻將比跳頻擴頻便宜。
在惡劣的環(huán)境中，包括大覆蓋范圍，噪音，多路徑和藍牙頻率波等的存在，直序擴頻是點對點應用的理想選擇，而跳頻擴頻可用于具有出色性能的點對多點部署。
另外，還有一種時間跳變擴頻技術(THSS)，利用偽隨機序列控制發(fā)射信號的開或關。這也是一種線性調頻脈沖技術，即在一個周期內線性掃描載頻。不過該項技術到目前為止沒有大的突破。
擴頻通信具備的許多優(yōu)良特性是窄帶通信難以替代的，在手機網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信、藍牙、Wi-Fi等諸多領域得到了非常廣泛的應用。