什么是擴(kuò)頻通信？它的主要定義有哪些？

擴(kuò)頻通信(Spread Spectrum Communication，SSC)是一種信息傳輸方式，它通過增加信號(hào)的帶寬降低信噪比，提高抗干擾容限。在擴(kuò)頻通信中，傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬，頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列(一般是偽隨機(jī)碼)來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)。在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。

擴(kuò)頻通信具有許多優(yōu)點(diǎn)，如多址能力、低截獲率、抗干擾能力強(qiáng)以及時(shí)間分辨率高等，因此被廣泛應(yīng)用于無線通信中，具體應(yīng)用如下：無線數(shù)據(jù)傳輸，擴(kuò)頻通信可以提供高速、高容量的無線數(shù)據(jù)傳輸，用于無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線廣域網(wǎng)(WWAN)、無線城域網(wǎng)(WMAN)、移動(dòng)通信等無線通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信，擴(kuò)頻通信可以提高衛(wèi)星通信的可靠性、保密性和抗干擾能力，可用于衛(wèi)星與地面站之間的通信，以及衛(wèi)星之間的通信。物聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)頻通信可以提供大容量、高速的無線數(shù)據(jù)傳輸，適用于物聯(lián)網(wǎng)中傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信。雷達(dá)，擴(kuò)頻通信可以提高雷達(dá)的抗干擾能力和探測(cè)能力，可用于軍用和民用雷達(dá)系統(tǒng)中。音頻傳輸，擴(kuò)頻通信可以提供高質(zhì)量的音頻傳輸，適用于音頻廣播、音頻電視、音頻電話等音頻傳輸應(yīng)用。

直接序列擴(kuò)頻(DS-SS)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無線電通信中，包括無線電話系統(tǒng)、無線電遙控器、遙測(cè)系統(tǒng)等。在DS-SS技術(shù)中，使用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端直接去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在收端則使用相同的擴(kuò)頻碼序列對(duì)擴(kuò)展的信號(hào)頻譜進(jìn)行解調(diào)，還原出原始的信息。DS-SS技術(shù)運(yùn)用最為普遍，成為行業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

此外，擴(kuò)頻多址(SSMA)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信中，該技術(shù)利用擴(kuò)頻碼序列對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使多個(gè)用戶可以同時(shí)發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)多址通信。

另外，擴(kuò)頻碼分多址(CDMA)技術(shù)也廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信中，該技術(shù)通過給每個(gè)用戶分配一個(gè)具有良好自相關(guān)性和弱互相關(guān)性的唯一擴(kuò)頻碼片，并用它對(duì)承載信息的信號(hào)進(jìn)行編碼而實(shí)現(xiàn)多址接入移動(dòng)通信。此外，CDMA技術(shù)也被應(yīng)用于衛(wèi)星通信、無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線城域網(wǎng)(WMAN)等無線通信系統(tǒng)中。

在物聯(lián)網(wǎng)中常用的LoRa是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)，也是諸多LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))通信技術(shù)中的一種。它最早由美國Semtech公司采用和推廣，為用戶提供一種能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗無線通信的手段。

LoRa采用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制，將信號(hào)的帶寬擴(kuò)展很多倍進(jìn)行通信。這一方案使得LoRa具有許多優(yōu)點(diǎn)，如其傳輸信號(hào)帶寬遠(yuǎn)大于信息信號(hào)的帶寬，降低了對(duì)信噪比的要求;擴(kuò)頻技術(shù)用寬帶傳輸技術(shù)來換取信噪比上的好處，使得傳輸信號(hào)的功率譜密度降低，從而提高了通信的可靠性;同時(shí)，單個(gè)網(wǎng)關(guān)或基站可以覆蓋整個(gè)城市或數(shù)百平方公里的范圍。

LoRa的主要優(yōu)勢(shì)在于其長(zhǎng)距離能力和低功耗特性。在ISM頻段運(yùn)行的LoRa系統(tǒng)，如433、868、915 MHz等，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百公里的通信距離，同時(shí)保持了低功耗特性，使得電池壽命得到延長(zhǎng)。

擴(kuò)頻通信技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如多址能力、低截獲率、抗干擾能力強(qiáng)以及時(shí)間分辨率高等，因此被廣泛應(yīng)用于無線通信中，尤其在軍事通信和保密通信中有著廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著個(gè)人通信業(yè)務(wù)的發(fā)展以及全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用，使用擴(kuò)頻技術(shù)的用戶已經(jīng)超過一億，無線通信已經(jīng)成為電信產(chǎn)業(yè)最大的部門之一。擴(kuò)頻通信技術(shù)也在不斷發(fā)展，不斷開發(fā)出新的應(yīng)用領(lǐng)域。比如在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，擴(kuò)頻通信技術(shù)可以應(yīng)用于傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信，提高通信的可靠性和穩(wěn)定性。因此，擴(kuò)頻通信技術(shù)的前景非常廣闊，未來還將繼續(xù)在無線通信領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。隨著科技的不斷發(fā)展，未來可能會(huì)出現(xiàn)更加先進(jìn)的擴(kuò)頻通信技術(shù)，也將為無線通信帶來更多的便利和發(fā)展機(jī)遇。