本书2.2.2小节也介绍了直接扩频、跳频扩频、时间跳频扩频、混合扩频等多种扩频技术。其中DSSS采用互相正交的伪噪声序列（PN序列），在发送端，将待发送数据与PN序列相乘，生成扩频后的送信序列，在扩大频率范围的同时，降低信号的峰值；在接收端，通过与相同的PN序列相关，将会恢复出原先的信号峰值，实现数据的有效检出。FHSS是将总的通信带宽分成若干窄的频带，然后按预先设好的固定顺序使用这些频带进行通信。FHSS在各种低速通信，特别是利用公用频段的通信中有广泛的应用。但是，无论是DSSS、还是FHSS都需要保证发送和接收双方的设备严格的时间同步，同时在扩频序列或跳频序列的使用上预先取得一致。在高速复杂的系统中，为此增加的开销不是问题，但对于低速、低功耗的系统中，保持时间同步的开销就会显得突出，在这个时候Chirp扩频调制的优势就显现出来了。这也是物联网的低速长距离需求下LoRa技术选择Chirp技术的原因。 一、线性调频信号的表征与特性

       线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）是一种不需要伪随机编码序列的扩展频谱调制技术。因为线性调频信号占用的频带宽度远大于信息带宽，所以也可以获得很大的系统处理增益。线性调频信号也称为鸟声（Chirp）信号，因为其频谱带宽落于可听范围，听着像鸟声（英文单词Chirp为鸟叫的意思），所以又称Chirp扩展频谱（Chirp Spread Spectrum，CSS）技术。LFM技术在雷达、声呐技术中有广泛应用，例如在雷达定位技术中，它可用来增大射频脉冲宽度、加大通信距离、提高平均发射功率，同时又保持足够的信号频谱宽度，不降低雷达的距离分辨率。

      1962年，M.R.Wiorkler将CSS技术用于通信，它以同一码元周期内不同的Chirp速率表达符号信息。研究表明，这种以Chirp速率调制的恒包络数字调制技术抗干扰能力强，能显著减少多径干扰的影响，有效地降低移动通信带来的快衰落影响，非常适合无线接入的应用。进入21世纪以来，将CSS技术用于扩频通信的研究发展日益活跃，尤其随着超宽带（UWB）技术的发展，将CSS技术与UWB的宽带低功率谱相结合形成的Chirp-UWB通信，它利用Chirp技术产生超宽带宽，具备二者优势，增强了抗干扰与抗噪声的能力。CSS技术已成为传感网络通信标准IEEE802.15中物理层候选标准。

        图2-39所示为FM、FSK和CSS的传送信号、时域信号和频率信号的对比。从图中可以看出虽然同样是数字调制，CSS信号与FSK无论是频域还是时域差别都很大，反而与模拟调制的FM有几分相似之处。

图2-39    FM、FSK、CSS信号比较图

       线性调频（LFM）信号是指瞬时频率随时间呈线性变化的信号。LFM信号的时域表达式可以写为（设振幅归一化，初始相位为零）

式（2-25）的波形如图2-40所示，其中图2-40（a）为频域信号图，图2-40（b）为时域波形。

图2-40      线性跳频信号图