擴頻調製
在傳輸訊號之前，會採用一系列的訊號處理技術來確保通訊安全，這些技術統稱為擴頻調製。擴頻通訊技術的主要優勢在於能夠防止“干擾”，無論干擾是有意的還是無意的。
使用這些技術調製的訊號難以干擾，也無法被幹擾。未經授權的入侵者永遠無法破解這些訊號。因此，這些技術被用於軍事目的。這些擴頻訊號以低功率密度傳輸，並具有廣泛的訊號擴充套件。
偽隨機序列
在擴頻技術中，使用一種具有特定自相關特性的1和0的編碼序列，稱為偽隨機編碼序列。它是一種最大長度序列，屬於迴圈碼的一種。
窄帶訊號
窄帶訊號的訊號強度在頻譜中集中，如下圖所示。
以下是窄帶訊號的特點：
- 訊號頻寬佔用頻率範圍窄。
- 功率密度高。
- 能量擴充套件小且集中。
雖然這些特性很好，但這些訊號容易受到干擾。
擴頻訊號
擴頻訊號的訊號強度在頻譜中分佈，如下圖所示。
以下是擴頻訊號的特點：
- 訊號頻寬佔用較寬的頻率範圍。
- 功率密度非常低。
- 能量廣泛分佈。
憑藉這些特性，擴頻訊號具有很強的抗干擾或抗阻塞能力。由於多個使用者可以共享相同的擴頻頻寬而互不干擾，因此可以將這些技術稱為多址接入技術。
擴頻多址接入技術使用傳輸頻寬大於最小所需射頻頻寬的訊號。
擴頻訊號可以分為兩類：
- 跳頻擴頻 (FHSS)
- 直接序列擴頻 (DSSS)
跳頻擴頻
這是一種跳頻技術，使用者在指定的時間間隔內切換使用的頻率，從一個頻率跳到另一個頻率，因此被稱為跳頻。
例如，在特定時間段內分配給傳送方1一個頻率。一段時間後，傳送方1跳到另一個頻率，而傳送方2使用傳送方1之前使用的第一個頻率。這被稱為頻率複用。
資料頻率從一個跳到另一個，以提供安全的傳輸。在每個頻率跳躍上花費的時間量稱為駐留時間。
直接序列擴頻
每當使用者想要使用DSSS技術傳送資料時，使用者資料的每個位元都會乘以一個秘密程式碼，稱為跳碼。這個跳碼實際上就是擴充套件碼，它與原始訊息相乘並進行傳輸。接收方使用相同的程式碼來檢索原始訊息。
這種DSSS也被稱為分碼多重進接 (CDMA)。
FHSS和DSSS/CDMA的比較
兩種擴頻技術都因其特性而受歡迎。為了更好地理解，讓我們看一下它們的比較。
| FHSS | DSSS/CDMA |
|---|---|
| 使用多個頻率 | 使用單個頻率 |
| 難以在任何時刻找到使用者的頻率 | 使用者頻率一旦分配，始終相同 |
| 允許頻率複用 | 不允許頻率複用 |
| 傳送方無需等待 | 如果頻譜繁忙，傳送方必須等待 |
| 訊號功率強度高 | 訊號功率強度低 |
| 更強，能夠穿透障礙物 | 與FHSS相比，它較弱 |
| 不受干擾影響 | 可能受到干擾影響 |
| 成本更低 | 成本較高 |
| 這是最常用的技術 | 此技術不常用 |
擴頻的優點
以下是擴頻的優點。
- 消除串擾
- 資料完整性更好的輸出
- 減少多徑衰落的影響
- 更好的安全性
- 降低噪聲
- 與其他系統共存
- 更長的工作距離
- 難以檢測
- 難以解調/解碼
- 更難干擾訊號
儘管擴頻技術最初是為軍事用途而設計的，但現在它們正被廣泛用於商業用途。