スペクトラム拡散
ハイブリッド方式はDSを行い、さらにFHを行う方式。必要な演算処理量は増えるがDSの重なりを半分行った後でFHを行うと、処理利得が3dB向上する。処理利得は、拡散帯域幅/送信データの帯域幅で表される。
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―、英語: direct sequence、DS)は、送信データよりも遥かに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(英語: direct sequence spread spectrum、DSSS)とも言う。
実際には、例えば帯域幅1MHzだった明瞭な信号を周波数帯域100MHzに拡げると、見かけ上の信号電圧が1/100に減る。雑音レベル以下になるので、信号自体の検出が困難になる。雑音レベル以下の信号強度で良いので、さらに出力電力(受信電圧)を大幅に下げることができる。
SS方式の応用例の一つとしてレーダーが挙げられる。通常のレーダーでは、高い周波数できわめて大きい送信電力を用いていた。SS方式をレーダーに導入することで、通常のレーダーと比較して極めて小さな受信電圧でも信号を復元することが可能となるため、送信電力も小さくすることができ、送受信回路(及び素子)を半導体化、小型化、省電力化、一体化、長寿命化できる。また送信電力が小さいので、レーダー波の検知が困難である。レーダーの妨害はできるが、遅延波を送って位置を欺瞞する方法が使えないため、防御効果が高い。
この「受信電圧が雑音電圧より低くて良い」というのが、画期的な技術革新となった。
通常の電波の雑音は時間的に短かかったりランダムであるため、広い周波数帯域の(比較的)長い時間に特異的に存在する信号に対して、大きく影響することは少ない。
スペクトラム拡散の代表的な方式には、周波数ホッピングと、直接拡散とがあり、いずれもノイズや干渉に強く、秘匿性に優れるとされている。
元々は軍事無線のため、技術開発が進み民生用機器への応用が拡がり、CDMA方式の携帯電話や、無線LAN(IEEE 802.11シリーズ、Wi-Fi)、無線アクセス、GPS、親子電話の接続などに用いられている。
スペクトラム拡散はクロックジェネレータ(英語版)(電子デバイスのクロックを生成する電子部品)でも用いられる。スペクトラム拡散クロックジェネレータ(英語版)(SSCG、英語: spread spectrum clock generation)は、クロック信号に対して意図的にジッター(ゆらぎ)を加えて特定の周波数にエネルギーが集中しないようにする。これにより、電波障害(EMI)の原因となる特定の周波数へのエネルギー集中を緩和し、妨害を軽減する。本質的には通信で使われている技術と同質である。
なおスペクトラム拡散とはただ単に通信方法ではなく、情報変換方法の一方式である。従ってスペクトラム拡散は様々な分野に応用可能である。例えば「画像のデジタル処理」などの場合にも、ある情報をスペクトラム拡散、特に「直接シーケンス」方式により変換し、目で見ても分からない程度の画像の色調などの変化として画像の中に多重化することが可能である(ステガノグラフィー)。