展布頻譜

展布頻譜

展布頻譜(SpreadSpectrum,SS)是將傳輸信號的頻譜(spectrum)打散到較其原始頻寬更寬的一種通訊技術。

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Wi-Fi、Bluetooth的展布頻譜
展布頻譜(Spread Spectrum, SS)是將傳輸信號的頻譜(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。比較嚴格的定義則分成兩個部分:
1.展布頻譜調變之後,其信號傳輸頻寬應遠大於原始信號
2.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布頻 譜以獲得傳輸端的資料。
代表性的展布頻譜方式有二:
直接序列展布頻譜(簡稱直序展布頻譜)(Direct-sequence spread spectrum, DSSS)
跳頻(Frequency-hopping spread spectrum, FHSS)

發展歷史

展布頻譜原本套用在軍事和情報系統,主要的概念是將資料信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,便套用到CDMA(2G手機通訊)、無線區域網路路(WLAN)(IEEE 802.11系列)等領域。

優點與用途

1.對背景的噪聲(noise)、干擾(interference)以及自體多路徑干擾(Multipath interference)有免疫力。
2.對人為的刻意干擾(jamming)信號有良好的抵禦能力,這也是展布頻譜最早套用于軍方通訊系統中對抗人為的干擾重要原因其一。
3.較良好的隱密性,通訊過程被截收的可能性較低。這是因為展布頻譜後,單位頻率的功率值降低,截收者不易透過頻譜分析儀獲得敵方通訊的資訊;即使電波被接收了,由於截收者不知道展布頻譜碼的內涵,因此無法回復編碼的資訊。所以展布頻譜通訊亦具有簡單的保密通訊能力。
4.降低電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI)
若對電子裝置的時脈產生器(Clock generator)做展布頻譜,也就是刻意在時脈信號(Clock signal)中添加抖動(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布頻譜是相同的。
在個人計算機的BIOS設定中常常可以看到Spread Spectrum的選項。此處這個選項的主要目的是用於降低電磁干擾,依據不同的系統配置可能能夠有效降低電磁輻射的量。但是副作用是降低了信號的清晰度,對超頻之後的系統穩定性影響較大。
4.藉由展布頻譜技術,可以達成分碼多工(CDMA)通訊,讓多個用戶能夠獨立地同時使用更大的頻寬。

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