スペクトラム拡散変調
信号を送信する前に、集合的なクラスの信号技術を使用して、安全な通信を提供します。 Spread Spectrum Modulation。スペクトラム拡散通信技術の主な利点は、それが意図的であろうと非意図的であろうと、「干渉」を防ぐことです。
これらの技術で変調された信号は干渉しにくく、妨害されません。公式アクセス権のない侵入者がそれらをクラックすることは決して許されません。したがって、これらの技術は軍事目的で使用されます。これらのスペクトラム拡散信号は、低電力密度で送信され、信号の広がりが広くなります。
疑似ノイズシーケンス
のコード化されたシーケンス 1s そして 0s と呼ばれる特定の自己相関プロパティを持つ Pseudo-Noise coding sequenceスペクトラム拡散技術で使用されます。これは、巡回符号の一種である最大長のシーケンスです。
狭帯域およびスペクトラム拡散信号
次の図に示すように、狭帯域信号とスペクトラム拡散信号はどちらも、周波数スペクトルを観察することで簡単に理解できます。
狭帯域信号
狭帯域信号は、次の周波数スペクトル図に示すように、信号強度が集中しています。
以下はその機能の一部です-
- 信号の帯域は狭い範囲の周波数を占めます。
- 電力密度が高い。
- エネルギーの広がりは低く、集中しています。
機能は良好ですが、これらの信号は干渉を受けやすいです。
スペクトラム拡散信号
スペクトラム拡散信号は、次の周波数スペクトル図に示すように、信号強度が分布しています。
以下はその機能の一部です-
- 信号の帯域は広範囲の周波数を占めます。
- 電力密度は非常に低いです。
- エネルギーは広く行き渡っています。
これらの機能により、スペクトラム拡散信号は干渉や妨害に対して非常に耐性があります。複数のユーザーが互いに干渉することなく同じスペクトラム拡散帯域幅を共有できるため、これらは次のように呼び出すことができます。multiple access techniques。
FHSSおよびDSSS / CDMA
スペクトラム拡散多元接続技術は、必要な最小RF帯域幅よりも大きい送信帯域幅を持つ信号を使用します。
これらには2つのタイプがあります。
- 周波数ホップスペクトラム拡散（FHSS）
- 直接シーケンススペクトラム拡散（DSSS）
周波数ホップスペクトラム拡散（FHSS）
これは周波数ホッピング技術であり、ユーザーは指定された時間間隔で使用頻度を次から次へと変更する必要があります。 frequency hopping。たとえば、特定の期間、送信者1に周波数が割り当てられました。ここで、しばらくすると、送信者1は他の周波数にホップし、送信者2は、以前に送信者1によって使用されていた最初の周波数を使用します。frequency reuse。
安全な送信を提供するために、データの周波数は相互にホップされます。各周波数ホップに費やされた時間は、Dwell time。
直接シーケンススペクトラム拡散（DSSS）
ユーザーがこのDSSS技術を使用してデータを送信する場合は常に、ユーザーデータのすべてのビットに次のように呼ばれる秘密のコードが乗算されます。 chipping code。このチッピングコードは、元のメッセージと乗算されて送信される拡散コードに他なりません。受信者は同じコードを使用して元のメッセージを取得します。
FHSSとDSSS / CDMAの比較
両方のスペクトラム拡散技術は、その特性で人気があります。明確に理解するために、それらの比較を見てみましょう。
| FHSS | DSSS / CDMA |
|---|---|
| 複数の周波数が使用されます | 単一周波数が使用されます |
| いつでもユーザーの頻度を見つけるのは難しい | 割り当てられたユーザーの頻度は常に同じです |
| 周波数の再利用が許可されます | 周波数の再利用は許可されていません |
| 送信者は待つ必要はありません | スペクトルがビジーの場合、送信者は待機する必要があります |
| 信号の電力強度が高い | 信号の電力強度が低い |
| より強く、障害物を貫通します | FHSSに比べて弱いです |
| 干渉の影響を受けることはありません | 干渉の影響を受ける可能性があります |
| もっと安い | 高いです |
| これは一般的に使用される手法です | この手法はあまり使用されません |
スペクトラム拡散の利点
スペクトラム拡散の利点は次のとおりです-
- クロストークの排除
- データの整合性を備えたより良い出力
- マルチパスフェージングの影響の低減
- より良いセキュリティ
- 騒音の低減
- 他のシステムとの共存
- より長い作動距離
- 検出が難しい
- 復調/デコードするのは簡単ではありません
- 信号を妨害するのが難しい
スペクトラム拡散技術はもともと軍事用途向けに設計されていましたが、現在では商業目的で広く使用されています。