В цифровой связи ЛЧМ-расширенный спектр ( CSS ) — это метод расширения спектра , который использует широкополосные линейные частотно-модулированные ЛЧМ- импульсы для кодирования информации. [1] Чирп — это синусоидальный сигнал, частота которого увеличивается или уменьшается с течением времени (часто с полиномиальным выражением зависимости между временем и частотой).
Как и в случае с другими методами расширения спектра , широкополосный частотный диапазон использует всю выделенную полосу пропускания для трансляции сигнала, что делает его устойчивым к канальному шуму. Кроме того, поскольку ЛЧМ-сигналы используют широкую полосу спектра, расширенный спектр ЛЧМ-сигнала также устойчив к многолучевому замиранию даже при работе на очень низкой мощности. Однако он отличается от расширения спектра прямой последовательности (DSSS) или расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS) тем, что он не добавляет к сигналу никаких псевдослучайных элементов, чтобы помочь отличить его от шума в канале, вместо этого полагаясь на линейный характер чирп-импульса. Кроме того, расширенный спектр ЛЧМ-сигнала устойчив к эффекту Доплера , который типичен для приложений мобильной радиосвязи. [2]
Расширенный спектр Chirp изначально был разработан, чтобы конкурировать со сверхширокополосными сетями в области точного определения дальности и низкоскоростных беспроводных сетей в диапазоне 2,45 ГГц. Однако с момента выпуска IEEE 802.15.4a (также известного как IEEE 802.15.4a-2007) он больше не рассматривается IEEE активно для стандартизации в области точного определения дальности.
Расширенный спектр частотной модуляции идеально подходит для приложений, требующих низкого энергопотребления и относительно низких скоростей передачи данных (1 Мбит/с или меньше). В частности, IEEE 802.15.4a определяет CSS как метод для использования в низкоскоростных беспроводных персональных сетях (LR-WPAN). Однако в то время как стандарт IEEE 802.15.4-2006 определяет, что сети WPAN охватывают площадь 10 м или меньше, IEEE 802.15.4a-2007 определяет CSS как физический уровень, который должен использоваться, когда частью сети являются большие расстояния и устройства, движущиеся на высоких скоростях. ваша сеть. Было замечено, что реализация CSS от Nanotron работает на расстоянии 570 метров между устройствами. [3] Кроме того, реализация Nanotron может работать со скоростью передачи данных до 2 Мбит/с — выше, чем указано в 802.15.4a. [4] Наконец, стандарт PHY IEEE 802.15.4a фактически сочетает методы кодирования CSS с дифференциальной фазовой манипуляцией (DPSK) для достижения более высоких скоростей передачи данных.
Расширенный спектр ЛЧМ также может быть использован в будущем для военных приложений, поскольку его очень сложно обнаружить и перехватить при работе на малой мощности. [5]
Очень похожие формы колебаний частоты используются в радарах непрерывного действия с частотной модуляцией для измерения дальности (расстояния); немодулированный доплеровский радар непрерывного действия может измерять только дальность (относительную скорость вдоль луча зрения). Радиовысотомеры FM-CW очень широко используются в качестве радиовысотомеров в самолетах.
Одним из применений расширения спектра чирпа является LoRa . [6] [7]