「スペクトラム拡散」の版間の差分

'''スペクトラム拡散'''（スペクトラムかくさん、Spread{{lang-en|spread Spectrumspectrum}}、'''SS'''）は、[[通信]]の[[信号 (電気工学)|信号]]を本来よりも広い帯域に拡散して通信する技術。[[無線通信]]に多く用いられる。「[[スペクトル]]拡散」、「周波数拡散」とも言う。

元々は軍事無線のために技術開発が進み、[[CDMA]]方式の[[携帯電話]]や、[[無線LAN]]（[[IEEE 802.11]]シリーズ）、[[無線アクセス]]などに用いられている。なお、電子デバイスの[[クロック]]発生に用いられるスペクトラム拡散（SSCG: Spread、{{lag-en|spread spectrum clock generation）generation}}）は、クロック信号に対して意図的に[[ジッター]]を加え、[[電波障害]](EMI)の原因となる特定周波数へのエネルギー集中を緩和し、妨害を軽減する物である。本質的には通信で使われている技術と同質である。

'''周波数ホッピング'''（しゅうはすう―、Frequency{{lang-Hoppingen|frequency-hopping}}、'''FH'''）は、[[周波数]]を一定の規則に従い高速に切り替え、[[送受信機]]間で[[通信]]を行う、スペクトラム拡散の一方式。'''周波数ホッピング・スペクトラム拡散'''（Frequency（{{lang-en|frequency Hoppinghopping Spreadspread Spectrumspectrum}}、'''FHSS'''）とも言う。

なお、この技術の基礎的発明は女優の[[ヘディ・ラマール]] ([[:en:Hedy Lamarr]]) と音楽家の[[ジョージ・アンタイル]] ([[:en:George Antheil]]) によってなされた。

'''直接拡散'''、'''直接シーケンス'''（ちょくせつかくさん、ちょくせつ―、Direct{{lang-en|direct Sequencesequence}}、'''DS'''）は、送信データよりも遥かに広い帯域の信号を用いて送信データを乗算し、広い周波数にエネルギーを拡散して通信するスペクトラム拡散の一方式。送受信双方が保持する「拡散符号」と呼ばれる鍵に基づいて演算を行う。'''直接シーケンス・スペクトラム拡散'''、'''直接スペクトラム拡散'''（Direct（{{lang-en|direct Sequencesequence Spreadspread Spectrumspectrum}}、'''DSSS'''）とも言う。

送信側では送信データに対して拡散符号による演算を行い、送信データよりも広い帯域にエネルギーを拡散して送信する。送信データの数十倍～数千倍の帯域に広げる。拡散に使用される送信データのビットを「チップ」と呼ぶ。受信側では送信側との拡散符号から逆拡散符号を作って、この演算により送信データを復号する。拡散符号は自己相関が小さい符号系列である擬似ランダム雑音（Pseudo（{{lang-en|pseudo random noise}}、'''PN'''）パターンが使われる。2種類のPN系列を加算して得られるGold系列や最長系列（M系列）も拡散符号に使われる。拡散された帯域の一部にノイズが局在した場合はその影響も拡散されるためノイズに強くなる。また逆拡散符号によって復号演算を行わなければノイズにしか聞こえず、拡散符号が判らなければ通信を傍受できないので通信の秘匿性にも優れているとされる。

FHもDSも送受信間で同期が正しく取れないと、期待された処理利得は得られない。同期は2つの段階がある。同期捕捉（Acquisition）は最初にとる同期であり、一度合った同期を維持するのが同期追跡（Tracking）である。

* [[Spread spectrum clock generation]](SSCG)（SSCG）