展頻
(Spread Spectrum,SS)是將傳輸訊號的
頻譜
(spectrum)打散到較其原始頻寬更寬的一種通訊技術,常用於無線通訊領域。
[1]
比較嚴格的定義則分成兩個部分:
- 展頻調變之後,其訊號傳輸頻寬應遠大於原始訊號;
- 傳輸端會採用一個獨特的碼(code),此碼與傳送資料是無關的,接收端也必須使用這個獨特的碼才能解展頻以獲得傳輸端的資料。
代表性的展頻方式有??:
- 直接序列展頻
(簡稱
直序展頻
,Direct-sequence spread spectrum,DSSS)
- 跳頻
(Frequency-hopping spread spectrum,FHSS)
發展歷史
[
??
]
在二次世界大戰時,公?形象?花?的
好萊塢
?星
海?·拉瑪
(Hedy Lamarr)提供了不停更換無線電頻率以?避干擾及偵察的?念,但是問題在于如何同步化(現代則可以使用電腦來同步);而前衛音樂家
喬治·安塞爾
(George Antheil)?提供了使用
自動演奏鋼琴
的原理來達到發送端與收訊端同步的方法,?人共同發明了該技術,?於1942年8月11日獲得
專利
(
美國專利第2,292,387?
)。但由於是花?演員及音樂家發明的技術,加上自動演奏鋼琴的大體積,此項發想在當時難以說服軍方使用。直到
電晶體
發明以後,此技術才開始應用在軍事上,一直到現代,海?·拉瑪的天才才?正獲得廣泛的認同。
展頻原本應用在軍事和情報系統,主要的?念是將資料訊號擴展成較寬的頻譜,使得信號不易被干擾和截取。後來技術開放,便應用到
CDMA
(2G手機通訊)、
無線區域網路
(WLAN,也就是
IEEE
802.11
系列)等領域。
優點與用途
[
??
]
- 對背景的
雜訊
(noise)、
干擾
(interference)以及自體
多路徑干擾
(Multipath interference)有免疫力。
- 對人?的刻意干擾(jamming)訊號有良好的抵禦能力,這也是展頻最早應用於軍方通訊系統中對抗人?的干擾重要原因其一。
- 較良好的隱密性,通訊過程被截收的可能性較低。這是因?展頻後,單位頻率的功率?降低,截收者不易透過頻譜分析儀獲得敵方通訊的資訊;?使電波被接收了,由於截收者不知道展頻碼的內涵,因此無法回復編碼的資訊。所以展頻通訊亦具有簡單的保密通訊能力。
- 降低
電磁干擾
(Electromagnetic Interference,EMI)
- 若對電子裝置的
時脈?生器
(Clock generator)做展頻,也就是刻意在
時脈訊號
(Clock signal)中添加
?動
(jitter),則可以將特定造成電磁干擾的能量由特定頻率打散,進而減輕其干擾程度,本質上和通訊技術的展頻是相同的。
- 在
?人?算机
的
BIOS
?置中常常可以看到“Spread Spectrum”的??。此?????的主要目的是用于降低電磁干擾,依据不同的系?配置可能能?有效降低?磁?射的量。但是副作用是降低了信?的??度,?
超?
之后的系??定性影??大。
- 藉由展頻技術,可以達成
碼分多址
(CDMA)通訊,讓多個用戶能?獨立地同時使用更大的
頻寬
。
?考文?
[
??
]
- ^
技??座-??通信
. 移?通信在?. 2013-01-30
[
2013-01-30
]
. (
原始?容
存?于2016-06-20).
參考文獻
[
??
]
- 本?目引用的
公有?域材料
?自
?邦??署
的文?
《Federal Standard 1037C》
(
MIL-STD-188
提供支持)。
- NTIA Manual of Regulations and Procedures for Federal Radio Frequency Management
- National Information Systems Security Glossary
- History on spread spectrum, as given in "Smart Mobs, The Next Social Revolution",
Howard Rheingold
,
ISBN 0-7382-0608-3
- Władysław Kozaczuk
,
Enigma: How the German Machine Cipher Was Broken, and How It Was Read by the Allies in World War Two
, edited and translated by
Christopher Kasparek
, Frederick, MD, University Publications of America, 1984,
ISBN 0-89093-547-5
.
- Andrew S. Tanenbaum and David J. Wetherall,
Computer Networks
, Fifth Edition.