擴展頻譜

擴展頻譜

擴展頻譜是指將信號的頻譜擴展至佔用很寬的頻帶,簡稱擴譜。擴譜技術一般可分為三類:直接序列擴譜(2)跳頻3)線性調頻,在這種系統中,載頻在一個信息碼元時間內在一個寬的頻段中線性地變化,從而使信號帶寬得到擴展。

簡介


展頻技術主要又分為「跳頻技術」及「直接序列」兩種方式。
輸入數據首先進入通道編碼器,產生一個接近某中央頻譜的較窄帶寬的模擬信號。再用一個偽隨機序列對這個信號進行調製。調製的效果是大大擴寬了信號的帶寬,即擴展了頻譜。在接收端使用同樣的偽隨機序列來恢復原來的信號,最後再進入通道解碼器來恢複數據。

跳頻技術


跳頻技術 (FHSS)
跳頻技術 (Frequency-Hopping Spread Spectrum; FHSS)在同步、且同時的情況下,接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號,對於一個非特定的接受器,FHSS所產生的跳動訊號對它而言,也只算是脈衝雜訊。FHSS所展開的訊號可依特別設計來規避雜訊或One-to-Many的非重複的頻道,並且這些跳頻訊號必須遵守FCC的要求,使用75個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間隔(Dwell Time)為400ms。

直接序列展頻技術


直接序列展頻技術 (DSSS)
直接序列展頻技術 (Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS)是將原來的訊號「1」或「0」,利用10個以上的chips來代表「1」或「0」位,使得原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率。而每個bit使用多少個chips稱做Spreading chips,一個較高的Spreading chips可以增加抗雜訊干擾,而一個較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數。基本上,在DSSS的Spreading Ration是相當少的,例如在幾乎所有2.4GHz的無線區域網路產品所使用的Spreading Ration皆少於20。而在IEEE802.11的標準內,其Spreading Ration大約在100左右。

相關說明


無線區域網路在性能和能力上的差異,主要是取決於所採用的是FHSS還是DSSS來實現、以及所採用的調變方式。截至目前,若以現有的產品參數詳加比較,可以看出DSSS技術在需要最佳可靠性的應用中具有較佳的優勢,而FHSS技術在需要低成本的應用中較佔優勢。我們在選擇無線產品時,需要注意的是廠商在DSSS和FHSS展頻技術的選擇,必須要審慎端視產品在市場的定位而定,因為它可以解決無線區域網路的傳輸能力及特性,包括:抗干擾能力、使用距離範圍、頻寬大小、及傳輸資料的大小。
一般而言,DSSS由於採用全頻帶傳送資料,速度較快,未來可開發出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術適用於固定環境中、或對傳輸品質要求較高的應用,因此,無線廠房、無線醫院、網路社區、分校連網等應用,大都採用DSSS無線技術產品。FHSS則大都使用於需快速移動的端點,如行動電話在無線傳輸技術部分即是採用FHSS技術;且因FHSS傳輸範圍較小,所以往往在相同的傳輸環境下,所需要的FHSS技術設備要比DSSS技術設備多,在整體價格上,可能也會比較高。以目前企業需求來說,高速移動端點應用較少,而大多較注重傳輸速率、及傳輸的穩定性,所以未來無線網路產品發展應會以DSSS技術為主流。
用戶選購無線區域網路時需要特別注意下列的特性,以決定自己合適的產品,包括:涵蓋範圍、傳輸率、受Multipath影響程度、提供資料整合程度、和有線的基礎設施之間的互操性、和其它無線的基礎設施之間的互操性、抗干擾程度、保密能力、電流消耗情況等等。