扩频技术已从一项军事技术发展成为当前和下一代无线系统的基本组成部分之一。
扩频通信的主要特点是使用比信息带宽宽得多的频带进行传输,从而提供抗干扰、保密和多址接入的能力。
扩频通信主要有两种技术:直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)和跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS)。
直接序列无线电的载波保持在固定频率。直序扩频的发送端将信息比特与一个高速率的伪随机码(扩频码)进行异或运算,生成一个更宽频带的信号。接收端使用相同的伪随机码进行解扩,恢复原始信息。Wi-Fi技术、CDMA及LoRa技术就是基于直序扩频调制。
跳频扩频的发送端将信息比特在多个频率信道之间快速跳变,接收端按照相同的跳频序列进行接收。每个频率信道的持续时间称为跳频驻留时间。跳频技术不会扩展信号,同时接收器和发射器必须在时间和频率上同步,以确保信号的正确传输和接收,将需要更多时间来搜索信号并锁定它。因此,延迟时间通常更长。蓝牙、某些军用通信系统等使用。
在扩频系统中,可以基本消除串扰干扰的影响。由于其固有的频率分集特性(得益于宽频谱扩展),不太容易受到多径衰落的影响。由于PN序列的伪随机性质,空中信号已被“随机化”,扩频系统提供了传统模拟无线系统无法提供的信号安全性。此外,还有更长通信距离这样的优点。
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