Chirp Spread Spectrum là gì

Trong truyền thông kỹ thuật số, Chirp Spread Spectrum (CSS) là kỹ thuật trải phổ sử dụng các xung chirp được điều chế tần số tuyến tính băng rộng để mã hóa thông tin. Chirp là một tín hiệu hình sin về tần số tăng hoặc giảm theo thời gian (thường có biểu thức đa thức cho mối quan hệ giữa thời gian và tần số). 

Cũng như các phương pháp trải phổ khác, Chirp Spread Spectrum sử dụng toàn bộ băng thông được phân bổ của nó để phát tín hiệu, làm cho tín hiệu trở nên mạnh mẽ đối với nhiễu kênh. Hơn nữa, bởi vì các chirp sử dụng dải rộng của phổ, nên Chirp Spread Spectrum cũng có khả năng chống lại đa đường dẫn tới suy giảm cường độ và xoay pha tín hiệu (multi-path fading) ngay cả khi hoạt động ở công suất rất thấp. Tuy nhiên, nó không giống như trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) hoặc trải phổ nhảy tần (FHSS) ở chỗ nó không thêm bất kỳ phần tử giả ngẫu nhiên nào vào tín hiệu để giúp phân biệt nó với nhiễu trên kênh, thay vào đó dựa vào bản chất tuyến tính của xung chirp. Ngoài ra, Chirp Spread Spectrum có khả năng chống lại hiệu ứng Doppler, đặc trưng trong các ứng dụng radio di động. 

Công dụng

Chirp Spread Spectrum ban đầu được thiết kế để cạnh tranh với băng thông cực rộng (ultra wide band) về phạm vi chính xác và mạng không dây tốc độ thấp trong băng tần 2,45 GHz. Tuy nhiên, kể từ khi phát hành IEEE 802.15.4a (còn được gọi là IEEE 802.15.4a-2007), nó không còn được IEEE xem xét tích cực để tiêu chuẩn hóa trong phạm vi độ chính xác.

Chirp Spread Spectrum lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu sử dụng điện năng thấp và cần tốc độ dữ liệu tương đối thấp (1 Mbit / giây trở xuống). Đặc biệt, IEEE 802.15.4a chỉ định CSS như một kỹ thuật để sử dụng trong Mạng Khu vực Cá nhân Không dây Tốc độ Thấp (LR-WPAN). Tuy nhiên, trong khi tiêu chuẩn IEEE 802.15.4-2006 chỉ định rằng WPAN có diện tích từ 10 m trở xuống, IEEE 802.15.4a-2007 chỉ định CSS là lớp vật lý được sử dụng khi phạm vi dài hơn và thiết bị di chuyển ở tốc độ cao. Việc triển khai CSS của Nanotron đã thực sự hoạt động ở phạm vi 570 mét giữa các thiết bị. Hơn nữa, việc triển khai Nanotron có thể hoạt động ở tốc độ dữ liệu lên đến 2 Mbit / giây, cao hơn so với quy định trong 802.15.4a. Cuối cùng, tiêu chuẩn PHY IEEE 802.15.4a thực sự kết hợp các kỹ thuật mã hóa CSS với điều chế khóa dịch pha vi phân (DPSK) để đạt được tốc độ dữ liệu tốt hơn.

Chirp Spread Spectrum cũng có thể được sử dụng trong tương lai cho các ứng dụng quân sự vì nó rất khó bị phát hiện và đánh chặn khi hoạt động ở công suất thấp. 

Các dạng sóng quét tần số rất giống nhau được sử dụng trong các radar sóng liên tục được điều chế tần số để đo phạm vi (khoảng cách); radar Doppler sóng liên tục không điều chế chỉ có thể đo tốc độ phạm vi (vận tốc tương đối dọc theo đường ngắm). Các radar FM-CW được sử dụng rất rộng rãi làm máy đo độ cao radio trong máy bay.