擴頻看似是浪費帶寬，但它增加了頻道容量,保護了數據安全，并能免除信號的擁堵與衰減。

提示

1.跳頻擴頻法是從一個子頻道轉到另一個子頻道，從而改變發射頻率。它能解決遠近干擾問題。

2.直接序列擴頻是將一個消息的每個信號位都乘以一個位序列，再做發射。結果信號被分布在較寬的頻段上。

3.DSSS中的PN碼與FHSS中的跳頻序列都能防止被竊聽，不過一個序列必須滿足更嚴格的要求，才能用做DSSS的PN碼。

4.對DSSS系統性能而言，PN碼的選擇是關鍵，它必須有高的處理增益、最低自相關以及最低互相關。

5.每種異步數字通信都要求接收機與發射機同步。擴頻系統必須為DSSS同步PN碼，為FHSS同步跳頻模式。

無線通信起源于1915年，當時出現了跨越美國大陸的第一次無線語音傳輸，之后得到快速發展，1920年出現了首個商業無線電廣播，1921年第一次使用警車無線調度，而1935年則實現了第一個全球性電話呼叫。無線技術的商業化帶來了全球性的無線電大爆炸，但早期由于缺乏對頻段的使用限制，無線電頻道嘈雜不堪，流量亦無法管理。

這種對通信質量的負面作用，促成了通過發放頻段許可證來管制流量的方法。不過，即使有了法規，仍然需要更多的技術進步來抑制干擾。

此外，可能并非每個頻段都實現了許可，因為對于短距離應用來說，頻段的重新利用也很重要。例如，當某個頻道被用于某建筑內的通信時，就不應禁止用于某個不同的物理位置，否則這種限制會導致頻譜的低效使用，因為這類系統永遠不會產生相互干擾。但是，由于一個免許可頻帶內可以有任意數量的用戶，因此增強抗干擾能力就顯得尤為重要。

擴頻技術就是這類改進技術中的一種。擴頻概念出現于40年代初，在80年代得到普及，因為軍隊將其用于數據安全保密，并且它天生具有對信號擁堵的抑制能力。

擴頻是一種傳輸方法，此時信號占用的帶寬超過了發送信息所需要的最小帶寬。采用擴頻技術時，一個窄帶頻率(fm)內包含的信息被轉換(或擴展)到一個較寬的頻帶(fs)，然后再做傳輸(圖1)。這種轉換不會顯著地增加需要的總功率，因為傳輸的時長保持不變，改變的只是頻率。

雖然擴頻看似會“ 浪費”帶寬，但它實際上是增加了頻道的容量。Shannon-Hartley理論給出了頻道容量與頻道帶寬之間的關系式式(1)：

式中，C是頻道容量，或可以同時使用頻道的最大用戶數；B是頻道帶寬；而S/N是信噪比。

合理的假設是，(式1)中頻道容量與帶寬的比率與所需要的系統信噪比成正比式(2)：

但其關系卻是非線性的。

對于一個有固定信噪比需求的系統，增加頻道容量的唯一方式是提高頻道帶寬。因此，增加潛在用戶的數量就可以補償帶寬的浪費。將一個信號分配到較大頻帶上還有以下優點：

(1)抗干擾。干擾機也是無線發射機，它會向某個特定頻道持續發射大功率信號。收到這個功率信號的其它設備的噪聲水平提高，從而無法使用這個頻道。如果頻道中有通信，整個消息信號就會丟失。而采用了擴頻技術后，只有一小部分信號丟失。

(2)抗衰減。在無線系統中，每次傳輸的信號不可能都走相同路徑。在信號真正到達接收機以前，它會面臨多次反射(或折射)。

這些反射會產生多個波陣面，它們相互間會產生有益或有害的干擾。干擾會在所接收信號中產生失真或降低信號強度(衰減)。如果衰減足夠大，

接收信號強度(RSS)水平降到了所需最低閾值以下，則接收機就不能成功地譯碼信號。

由于衰減取決于系統的實際環境，其模型為一種隨機現象。但衰減已被認為僅對特定頻率有主要影響。因此，擴頻就提供了一種抑制衰減的措施， 因為衰減只影響到一小部分信號。

FHSS工作原理

跳頻擴頻方法是以固定的時間間隔，從一個子頻道跳到另一個子頻道，從而改變發射頻率(圖2)。如從時間平均角度看，FHSS需要高得多的帶寬，不過其即時帶寬等同于原消息信號的帶寬。