- 1 扩频
- 2 信息传递方式的优缺点
- 3 程序
- ▪ 直接序列扩频 (DSSS)
- ▪ 跳频扩频 (FHSS)
- ▪ 自适应跳频扩频
- ▪ 线性调频扩频 (CSS)
- ▪ 跳时扩频 (THSS)
- ▪ EMC 扩频
扩频
编辑在通信工程中,扩频(英文spread spectrum)是指将窄带信号转换为比信息传输所需带宽更宽的信号的过程。 先前集中在较小频率范围内的传输能量分布在较大频率范围内。
另一个较新的含义(与上述传输方式无关)被赋予了数字技术中的术语“宽频”。 此处的目的是降低时钟信号的频谱密度,以防止无线电干扰或相邻电气设备发生故障。 虽然这实现了对离散频率干扰信号的电磁兼容性标准的遵守,但是干扰能量在整个频率范围内被“抹黑”。
信息传递方式的优缺点
编辑优点:
- 更强的抗窄带干扰能力
- 保密性:窃听者不能未经授权窃听消息内容; 他很难意识到传输正在发生
缺点:
- 接收时复杂度更高
- 更大的带宽,由于技术原因可能不适用于较低的传输频率
程序
编辑直接序列扩频 (DSSS)
借助直接序列扩频 (DSSS) 方法,有效载荷数据使用带有扩频码的异或 (XOR) 直接连续(直接序列)链接,然后调制到载波上。 如果不知道扩展码,就不可能在接收方恢复用户信息。 如果巧妙地选择,扩展码因此具有密钥的功能。
直接序列扩频技术通常与 CDMA 技术结合使用。 除其他外,它还用于基于 IEEE 802.11 标准和 UMTS 的无线局域网,以及 2.4 GHz 频段(频谱 DSM、DSM2)远程控制系统的 RC 模型构建。
跳频扩频 (FHSS)
采用Frequency Hopping Spread Spectrum(FHSS),将要传输的信息依次分配到多个信道; 一次只使用一个频道。 这导致整体信号的带宽更大,尽管每个通道的带宽更小。 接收器必须与发射器同步跳转到相同的频道。 如果巧妙地选择了跳跃序列,它就会表现为伪随机并具有加密密钥的功能。
FHSS 与经典频分复用的区别在于,对于 FHSS,信道是按顺序占用的,而对于经典频分复用,信号分量同时出现在各个信道中。
这种方法被用于蓝牙以及 2.4 GHz 频段远程控制系统的 RC 模型构建(Sanwa FHSS、Futaba FASST)等。
自适应跳频扩频
自适应跳频方法,自蓝牙 1.2 以来一直在那里使用,通过(暂时)避免跳频序列中已经使用或受干扰的频道来提供更好的抗干扰保护。
线性调频扩频 (CSS)
线性调频扩频使用所谓的线性调频脉冲(= 线性调频)。
跳时扩频 (THSS)
跳时需要时隙的存在。 发射载波信号的时间位置跳入在伪随机的时隙内。 尽管该方法经常与扩频方法一起使用,例如,如果使用 DSSS,严格来说它本身不是扩频方法,因为信号的带宽没有增加。 这种技术的缺点是同步困难。
EMC 扩频
为了避免干扰电子设备中纯时钟信号的高峰值,时钟频率在小频率范围内调制(扩频时钟)。
通过这种频率调制,可以根据调制频率、调制信号波形和频率范围等参数,将单个干扰频率扩展到多个峰值,从而降低干扰密度,使周围的敏感设备暴露在较低水平的干扰。 因此可以确保符合电磁兼容性 (EMC) 标准。
由于干扰功率分布在更宽的频谱上,自适应跳频的优势在存在此类干扰机时会降低。
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