擴頻通信(Spread Spectrum Communication,簡稱擴頻通信或SSC)是一種信息傳輸方式,其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬。這種通信方式通過一個獨立的碼序列(一般是偽隨機碼)來完成頻帶的擴展,與所傳信息數(shù)據(jù)無關。在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數(shù)據(jù)。
擴頻通信與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。它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,如多址能力、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。
擴頻通信的主要優(yōu)勢在于其具有較高的抗干擾能力和保密性。這種通信方式通過將信息信號擴展到一個更寬的頻帶中,使得信號的能量在頻域上分散,從而降低了信號的功率譜密度,使得信號更難以被偵測和干擾。
擴頻通信的抗干擾能力主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 抗多徑干擾:在無線通信中,多徑效應是一個常見的問題,它會導致信號的衰落和失真。擴頻通信可以將信號擴展到更寬的頻帶中,從而降低了信號的功率譜密度,使得多徑效應對通信的影響更小。
2. 抗干擾能力強:擴頻通信可以將信號擴展到更寬的頻帶中,從而降低了信號的功率譜密度,使得信號更難以被偵測和干擾。因此,擴頻通信具有較高的抗干擾能力,可以在復雜的電磁環(huán)境中正常工作。
3. 保密性好:由于擴頻通信可以將信號擴展到更寬的頻帶中,使得信號的能量在頻域上分散,從而降低了信號的功率譜密度,使得信號更難以被偵測和干擾。因此,擴頻通信具有較高的保密性,可以防止信號被竊聽和干擾。
擴頻通信與傳統(tǒng)窄帶通信相比,主要有以下優(yōu)點:
抗干擾能力強:擴頻通信通過將信號擴展到更寬的頻帶中,降低了信號的功率譜密度,使得信號更難以被偵測和干擾。因此,擴頻通信具有較高的抗干擾能力,可以在復雜的電磁環(huán)境中正常工作。
保密性好:由于擴頻通信可以將信號擴展到更寬的頻帶中,使得信號的能量在頻域上分散,從而降低了信號的功率譜密度,使得信號更難以被偵測和干擾。因此,擴頻通信具有較高的保密性,可以防止信號被竊聽和干擾。
多址能力:擴頻通信可以采用碼分復用技術,允許多個用戶在同一頻段上同時進行通信,提高了頻譜利用率。
低截獲率:由于擴頻通信的信號帶寬很寬,因此即使截獲了部分信號,也很難從中提取出有用的信息。
時間分辨率高:擴頻通信可以采用高速跳碼技術,使得信號在時間上具有很高的分辨率,可以用于精確的時間同步和定位等應用。
擴頻通信在多個領域都有廣泛的應用:
軍事通信:在軍事通信中,擴頻通信是通信反對抗最重要的技術手段。它廣泛應用于各種通信、信息系統(tǒng),武器系統(tǒng)和C3I(通信、控制、指揮及情報)系統(tǒng)。在地面、海、空戰(zhàn)術通信中,通常采用擴頻技術來提高通信電臺的抗干擾能力,提高抗干擾性能和數(shù)字化將是戰(zhàn)術電臺發(fā)展的主流。
移動通信:在民用通信中,新一代數(shù)字蜂房移動通信系統(tǒng)已廣泛采用擴頻技術。其目的是提高頻譜利用率及減少共信道干擾的影響。利用擴頻技術的碼分多址系統(tǒng),對每個移動臺都分配一個特有的、隨機的碼序列,且彼此都不相關,以此來區(qū)分各個移動臺的信號,因此,在一個信道中能容納更多的用戶,其頻譜利用率是頻分多址通信系統(tǒng)的20倍左右,每一小區(qū)容納的用戶數(shù)可達2500個。
衛(wèi)星通信:在軍事衛(wèi)星通信中直接序列擴頻技術和跳頻技術已經(jīng)得到了廣泛應用。
測距定位:擴頻通信還可以用于測距定位,例如GPS系統(tǒng)就是一種基于擴頻技術的測距定位系統(tǒng)。
此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等新興技術的發(fā)展,擴頻通信也將在這些領域發(fā)揮重要作用。例如,物聯(lián)網(wǎng)設備通常需要低功耗和長距離通信能力,而擴頻通信可以提供這些特性。