詳解擴頻通信有力及優缺點「擴頻通信的基本原理是什麼」

LoRa的擴頻技術：LoRa是基於擴頻的調製方案，通過擴頻將信號擴展到寬帶噪聲，以獲得擴頻增益。

擴頻的概念和原理

擴頻通信(SSC)或擴頻通信技術具有其用於傳輸信息的信號帶寬遠遠大於其本身帶寬的基本特徵。信號帶寬較大可以降低信噪比的要求。如果帶寬增加到一定水平，則可進一步降低信噪比。擴頻通信的優點是利用寬帶傳輸技術交換信噪比，是擴頻通信的基本思想和理論基礎。

擴頻技術是將信息信號的帶寬進行多次擴展來進行通信的技術。傳輸信號的帶寬遠大於信息信號的帶寬。例如，如果發送64Kbps的數據流，則基帶帶寬約為64KHz，但是在使用擴頻技術的情況下，它佔用的信道帶寬可以被增加到5MHz和10MHz以上。同時，發射到宇宙的無線功率譜(單位帶寬內的功率)也大幅度減少。

擴頻信號的解擴過程

信息的頻譜擴展過程

常規數字數據通信的原理是使用適配於數據率的最小可能的帶寬。這是因為帶寬數量有限，很多用戶共享。擴頻通信的原理是儘可能多地使用最大帶寬，並且相同能量分佈在寬帶寬上。

另外，擴頻通信具有以下特徵

• 數字傳輸方式
• 使用與要發送的信息無關的功能(擴展功能)對要發送的信息進行調製，從而實現帶寬的擴大
• 在接收側使用相同擴頻功能來解調擴頻信號，恢復傳輸到的信息

擴頻通信的優點

• 發送功率密度低，不易對其他設備造成干擾。
• 機密性很高，被監聽的可能性極低。
• 具有較強的抗干擾能力，和很強的抑制同頻噪聲和各種噪聲的能力。
• 具有良好的抗多徑衰落能力。

LoRa跳頻通信(FHSS)原理

FHSS跳頻方式的工作原理是，各LoRa分組的內容的一部分在MCU管理中設定的跳頻信道中發送，而所需的「跳頻」頻率(基於跳頻表)在規定的跳頻周期中發送。前導碼和報頭部分首先在信道0上發送。每次開始發送包時，信道計數器fhsspresentchannel(reghopchannel)的讀取值增加，生成實現跳頻的中斷信號FhssChangeChannel。

當與FHSS、跳頻spreadspectrum同步時，兩端都是在特定類型的窄帶載波上傳輸信號的。由FHSS產生的用於未指定接收器的跳頻僅具有脈衝噪聲。

為什麼使用擴頻技術？

1.擴大帶寬和減少干擾

當擴展係數為1時，數據1由「1」表示，並且當擴展係數為4時，數據由「1011」表示，因此，錯誤率(即信噪比)可以在傳輸時間段中減少，但是能夠傳輸的實際數據減少，因此，擴展係數越大，傳輸數據的數據速率越低。

2.根據不同的請求給不同數量的碼信道分配速率，以提高利用率

擴頻率有正交碼(OVSF:正交可變擴頻率，正交可變擴頻率)，可以用OVSF來獲得。取得正交擴頻碼。在擴展係數為4時，有4個正交擴展碼。正交擴頻碼可使同時所傳送的無線信號不彼此干擾，即，擴頻因子可為4。可以同時發送4個人的信息。因為語音服務和數據服務的數據速率要求不同，所以擴展係數不同