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094.1942年:扩频

工程学之书 马歇尔·布莱恩 1093 2021-04-06 07:33

  094.1942年:扩频

  乔治·安泰尔(George Antheil,1900—1959)

  赫蒂·拉玛尔(Hedy Lamarr,1914—2000)

  “加密通信系统”的专利,由赫蒂·拉玛尔和她的丈夫乔治·安泰尔开发。他们的创新最终促使了我们今天所熟知的扩频技术的出现。

  女工程师协会(1919年),广播电台(1920年),雷达(1940年),无线上网技术(Wi-Fi)(1999年)

  试想一下,你在使用军用电台向战地发布命令。如果使用固定的频率,敌人会很容易找到并干扰信号的传输。即便加密,敌人也可以进行破解。他们还可以使用高功率的发射器发送垃圾信息使该波段的信号传输达到饱和。

  为了避免这些问题,工程师首次使用了扩频技术(spread spectrum technique)。1942年,美国前卫作曲家乔治·安泰尔和他的电影明星妻子赫蒂·拉玛尔获得了“加密通信系统”的专利。这项技术最终演变为了1962年古巴导弹危机中美国军方所使用的电子扩频系统。

  在电子扩频系统中,无线电发射器以某一频率发出一个短暂信号,然后跳到一个新的频率,传输一段距离,再调到一个新的频率,如此循环往复。信号传输会跨过多个频率,而不再是使用单一频率。接收机需要能够跟随信号的跳频,常用的方法是在发射端和接收端都使用相同的伪随机数产生器。现在敌人更难发现信号的传输,也更难阻滞它了。

  事实证明,这项技术在今天由于一个新的问题而有了更重要的应用。假如世界上有很多人都想装配他们自己的小型信号发射器,让他们都得到具体安排好的频率几乎是不可能的。这时,扩频技术就有了用武之地。只要所有的信号发射器都是用不同的调频模式,它们就可以在互不干扰下共存。人们怎样装配信号发射器呢?Wi-Fi热点和蓝牙就是信号发射器。由于扩频技术,数以百计的这类发射器可以在公寓大楼或机场这样的人口密集地同时工作。工程师为军事问题所提出的解决方案,同样可以运用在民用问题上。■ 工程学之书

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