直接序列扩频
这是最常见、应用最广泛的一种扩频技术。
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核心原理：
- 在发送端,用一个比原始信号速率高得多的伪随机码，也称为扩频码，去直接调制原始信号（通常是数字信号的0和1），这个过程相当于将信号的能量“摊薄”到一个非常宽的频带上。
- 在接收端,接收机必须使用与发送端完全同步的相同的伪随机码进行解扩，只有同步的码才能将被展宽的信号能量重新“聚集”回原始的窄带频率上，从而恢复出原始信号。
- 对于任何没有使用相同伪随机码的干扰信号（无论是窄带干扰还是其他用户的信号），在解扩过程中，其频谱会被进一步展宽，功率谱密度急剧下降，落入原始信号频带内的干扰能量变得非常微弱，从而被有效抑制。
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直观比喻：
想象在一个嘈杂的房间里（有背景噪声和干扰），你用一种只有你的同伴能听懂的“暗语”（伪随机码）来小声说话，周围的人（干扰者）听到的是模糊不清的、音量很小的杂音，而你的同伴则能用“暗语”将你的话清晰地分辨出来。
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特点：
（图片来源网络，侵删）- 抗窄带干扰能力强：干扰信号在解扩后被展宽，能量被稀释。
- 低截获概率：信号功率谱密度低，难以被非授权方检测到。
- 可以实现码分多址：多个用户可以使用不同的伪随机码在同一频段上同时通信，只要码之间的互相关性足够低。
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典型应用：
- GPS（全球定位系统）：所有卫星都使用相同的载波频率，但通过不同的伪随机码来区分。
- 3G移动通信（WCDMA技术）：就是基于直接序列扩谱的码分多址技术。
- Wi-Fi（IEEE 802.11b/g/n/ac中的DSSS模式）。
- 军事通信：保密和抗干扰。
跳频扩频
这种技术通过“快速切换”载波频率来工作。
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核心原理：
- 在发送端,信号的载波频率在一个很宽的频带内，按照一个伪随机码序列进行“跳跃”式变化，每次跳跃的停留时间称为“跳频时间”。
- 在接收端,接收机必须知道并精确地跟随发送端的频率跳变序列，在正确的频率上接收信号。
- 对于一个窄带干扰,它只能干扰到信号在某个特定频率点上的短暂瞬间，当信号跳到其他频率时，干扰就无效了，只要跳频速率足够快，就能有效避免干扰。
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直观比喻：
（图片来源网络，侵删）你和朋友在玩一个“捉迷藏”游戏（在一个有很多房间的大楼里），你（信号）在不同的房间之间快速、随机地移动（跳频），一个捣乱的人（干扰）只能守在一个房间里，当你躲在其他房间时，他就找不到你了。
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特点：
- 抗窄带干扰和跟踪式干扰能力强：干扰源很难预测和跟踪下一个跳频点。
- 易于实现：技术相对简单，对同步要求略低于DSSS。
- 可实现快速频率合成。
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典型应用：
- 蓝牙：蓝牙技术就采用了快跳频扩频。
- 一些军用电台：如美国的SINCGARS电台。
- 无线局域网（IEEE 802.11a/g/n/ac中的OFDM模式也常结合跳频技术）。
跳时扩频
这种技术通过在时间上“分散”信号来工作。
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核心原理：
- 将信号传输的时间轴划分成许多个非常短的时隙。
- 信号的传输（发送脉冲）不是在所有时隙都进行，而是根据伪随机码序列，在指定的、随机的时隙内进行。
- 在接收端,接收机必须知道发送端的时隙选择序列，只在正确的时隙内打开“门”来接收信号，而忽略其他时隙的噪声和干扰。
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直观比喻：
你和朋友约定了一个秘密的“击掌”时间表，你们只在每天随机选择的一个特定时刻击掌传递信息（信号），而其他任何时间即使有人（干扰）在周围活动，也无关紧要。
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特点：
- 抗多径干扰能力较强：因为信号脉冲非常短，多径效应造成的时延扩展不会导致脉冲重叠。
- 可以与其他扩频技术结合使用，例如与跳频结合，形成TH-FHSS。
- 单独使用时,频谱扩展效果不如DSSS和FHSS明显。
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典型应用：
- 超宽带通信：UWB技术通常将跳时与直接序列扩频相结合，用于短距离、高速率通信，如无线USB、雷达等。
- 一些军事通信系统。
线性调频
这种技术也称为“啾声调制”（Chirp Modulation）。
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核心原理：
- 在一个特定的脉冲持续时间内,信号的频率随时间呈线性变化（从低到高或从高到低）。
- 在接收端,接收机使用一个与发送端相反的频率变化过程进行解调（即“去啾”），如果发送时频率从低到高，接收时就让信号通过一个频率从高到低的滤波器，这样，原始的宽频带脉冲信号就会被压缩成一个窄带、高幅度的脉冲，从而实现信号能量聚集。
- 对于一个固定频率的干扰信号,经过相反的频率变换后，其频谱会被展宽，能量被稀释。
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直观比喻：
你用一种声音从低音到高音（或反之）快速滑过的方式喊出一个词，你的朋友知道这个“滑音”的规律，他能把这段声音“还原”成一个清晰响亮的词，而一个持续发出单一音调的噪音，经过这种处理后就会变得模糊不清。
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特点：
- 主要用于雷达系统：因为它能提供很高的距离分辨率和抗干扰能力。
- 实现方式独特：通常通过声表面波器件或特殊的色散延迟线来实现。
- 在商业通信中不如前三种技术普遍。
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典型应用：
- 雷达系统：如气象雷达、探地雷达等。
- 声纳系统。
- 一些卫星通信和深空通信。
总结与对比
| 类别 | 核心原理 | 优点 | 主要应用领域 |
|---|---|---|---|
| 直接序列 | 用伪码直接展宽信号频谱 | 抗窄带干扰强，低截获概率，可实现CDMA | GPS, 3G (WCDMA), Wi-Fi (DSSS), 军事通信 |
| 跳频 | 载波频率按伪码序列跳变 | 抗跟踪干扰强，易于实现 | 蓝牙, 军用电台, 部分Wi-Fi |
| 跳时 | 信号在随机时隙内发送 | 抗多径干扰，可与其它技术结合 | 超宽带通信, 军事通信 |
| 线性调频 | 频率随时间线性变化（啾声） | 主要用于雷达，距离分辨率高 | 雷达, 声纳, 深空通信 |
在实际应用中,这些技术常常不是孤立使用的，而是将它们结合起来，形成混合扩频系统（如FH-DS, TH-DS等），以综合利用各种技术的优点，获得更优越的性能，蓝牙就采用了自适应跳频技术来增强抗干扰能力。
