Direct Sequence Spread Spectrum

Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) ist ein Frequenzspreizverfahren für die drahtlose Datenübertragung. Die Idee hierbei ist, ein Ausgangssignal mittels einer vorgegebenen Bitfolge zu spreizen. Diese Bitfolge wird auch Spreizcode oder Chipping-Sequenz genannt.

Allgemeines

Bandbreite statt Signalstärke

Bei DSSS wird die Symbolenergie über eine große Bandbreite verteilt. Dazu wird der Nutzdatenstrom mit dem Spreizcode, dessen Datenrate höher ist als die des Nutzdatenstroms, multipliziert. Diese Codeabfolge nennt man Chips oder pseudostatistische Codes (PN-Codes). Durch die Spreizung ist eine größere Bandbreite zur Übertragung notwendig. Je länger der Spreizcode ist, desto mehr Bandbreite wird benötigt.

Gleichzeitig reduziert sich auch die Energiedichte im Spektrum, so dass andere Signale weniger gestört werden. Der Nutzdatenstrom kann beim Empfänger nur durch Verwendung der richtigen Chip-Sequenz wieder rekonstruiert werden. Verwendet wird DSSS bei GPS, WLAN, UMTS, UWB, ZigBee, WirelessUSB und im Modellbausektor bei bestimmten Fernsteuerungsanlagen im 2,4-GHz-Band.

Das Signal verschwindet im Hintergrundrauschen – in militärischen Anwendungen nutzt man dies, da zum Abhören bzw. um überhaupt eine Übertragung feststellen zu können, die Kenntnis der zur Bandspreizung verwendeten Pseudozufallsfolge notwendig ist.

Eine weitere Eigenschaft macht man sich beim so genannten CDMA-Verfahren (Code Division Multiple Access) zu Nutze: Man ordnet jedem Sender einen eigenen eindeutigen Spreizcode zu. Alle Sender können dann gleichzeitig senden und der Empfänger kann die individuellen Signale wieder rekonstruieren und die Sender dadurch unterscheiden.

Durch das Spreizen beansprucht ein Kanal mehr Bandbreite. Im Gegenzug verbessert sich beim Entspreizen das Signal-Rausch-Verhältnis. Da das Rauschsignal nicht mit dem Spreizcode korreliert, nimmt dessen Signalstärke im Gegensatz zum Nutzsignal nicht zu.

DSSS ist unempfindlich gegenüber schmalbandigen Störungen, da ein Störsignal beim Empfänger mit dem Spreizsignal multipliziert wird. Dadurch wird das Störsignal, wie das Datensignal im Sender, gespreizt. Die Leistungsdichte des Störsignals verringert sich um den Spreizfaktor und kann somit das entspreizte Datensignal nicht mehr stören. Das Datensignal wird wie vorgesehen ein zweites Mal mit dem Spreizcode multipliziert und damit wieder entspreizt. Das Störsignal geht im Rauschen unter und hat keinen Einfluss auf das Nutzsignal.

Siehe auch:

• Barker-Code
• FHSS

Weblinks

• Spread Spectrum Modulationen (PDF; 337 kB)

Technische Modulationsverfahren

Übersicht: Modulator 

Analoge Modulationsverfahren: AM | FM | PM | VM | SSB | SSBSC | DSBSC 

Digitale Modulationsverfahren: ASK | FSK | GFSK | QPSK | QAM | OFDM | DMT | TCM | VSB 

Pulsmodulationsverfahren: PWM | PAM | PFM | PPM (1) | PPM (2) | PCM 

Frequenzspreizende Modulationsverfahren: FHSS | DSSS | THSS | CSS