Лінійно-частотне розширення спектру (, CSS) — у цифровому зв’язку це метод розширення спектра, який використовує широкосмугові лінійно-частотно модульовані («чирп» ()) сигнали для кодування інформації.IEEE Computer Society, (August 31, 2007). IEEE Standard 802.15.4a-2007. New York, NY: IEEE.
Чирп — це синусоїдальний сигнал, частота якого збільшується або зменшується з часом (часто за поліноміальним законом, що описує залежність між часом і частотою).
Особливості Як і інші методи розширення спектра, лінійно-частотне розширення використовує всю виділену йому смугу пропускання для передавання сигналу, що робить його стійким до шумів каналу зв'язку. Крім того, оскільки чирпи використовують широкий спектральний діапазон, лінійно-частотне розширення також є стійким до багатопроменевого поширення сигналу навіть при роботі на дуже низькій потужності.
Однак, на відміну від DSSS або FHSS, цей метод не додає до сигналу псевдовипадкових елементів для полегшення його відокремлення від шуму в каналі. Натомість він покладається на лінійний характер чирп-імпульсу.
Крім того, лінійно-частотне розширення є стійким до ефекту Доплера, що є типовим явищем у мобільному радіозв'язку.
Використання Спочатку лінійно-частотне розширення було розроблено для конкуренції з ultra-wideband (UWB) у задачах високоточного визначення відстані та низькошвидкісних бездротових мереж у діапазоні 2,45 ГГц. Однак після виходу стандарту IEEE 802.15.4a (також відомого як IEEE 802.15.4a-2007) цей метод більше не розглядається IEEE як кандидат на стандартизацію в галузі високоточного визначення відстані.
Лінійно-частотне розширення спектру ідеально підходить для застосувань, які потребують низького енергоспоживання та відносно невисоких швидкостей передавання даних (1 Мбіт/с або менше). Зокрема, IEEE 802.15.4a визначає CSS як метод для використання в низькошвидкісних бездротових персональних мережах (LR-WPAN). Однак, якщо стандарт IEEE 802.15.4-2006 визначає WPAN як мережі з радіусом дії 10 м або менше, то IEEE 802.15.4a-2007 визначає CSS як фізичний рівень для мереж із більшою дальністю зв’язку та підтримкою пристроїв, що рухаються на високих швидкостях.
Практичні випробування реалізації CSS від Nanotron показали роботу на відстані до 570 метрів між пристроями.http://www.autoid.org/SC31/wg5/06/WG5_200603_010_InfoCSS.ppt , Nanotron Mine Test: slide 22 Крім того, реалізація Nanotron може працювати зі швидкістю передавання даних до 2 Мбіт/с — що перевищує значення, визначені в IEEE 802.15.4a.Nanotron Technologies, (2007). nanoNET chirp based wireless networks. Retrieved from http://www.nanotron.com/EN/docs/WP/WP_CSS.pdf
Нарешті, стандарт фізичного рівня IEEE 802.15.4a PHY фактично поєднує методи кодування CSS із диференціальною фазовою маніпуляцією (DPSK), щоб досягти вищих швидкостей передавання даних.
У майбутньому лінійно-частотне розширення спектру також може застосовуватися у військових системах, оскільки сигнали на низькій потужності дуже важко виявити та перехопити.The Revenge of Chirp Spread Spectrum, Military applications
Дуже схожі сигнали з великою зміною частоти використовуються в радарах із неперервним випромінюванням та частотною модуляцією (FM-CW) для вимірювання дальності (відстані); немодульований безперервний здатний вимірювати лише швидкість зміни відстані (відносну швидкість уздовж лінії візування). FM-CW радари дуже широко використовуються як радіовисотоміри в літаках.
Одним із застосувань лінійно-частотного розширення спектру є LoRa.
Див. також Bluetooth IEEE 802.11 IEEE 802.15.4 IEEE 802.16 IEEE 802.20 IEEE 802.22 Спектральна ефективність ZigBee
Примітки