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Direct Sequence Spread Spectrum : 기본 사항

Direct Sequence Spread Spectrum : 기본 사항


DSSS, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼은 확산 코드를 사용하여 신호를 더 넓은 대역폭으로 확산시키는 확산 스펙트럼 전송의 한 형태이며 일반적으로 필요합니다.

직접 시퀀스 확산 스펙트럼 뒤에있는 기술인 DSSS는 첫눈에 반 직관적이지만 DSSS는 상당한 이점을 얻을 수있는 여러 영역에서 사용됩니다.

직접 시퀀스 확산 스펙트럼 기본 사항

직접 시퀀스 확산 스펙트럼은 전송 대역폭에서 백색 잡음과 매우 유사한 전송 형태입니다. 그러나 올바른 디 스크램블링 코드로 수신 및 처리되면 필요한 데이터를 추출 할 수 있습니다.

DSSS 확산 스펙트럼 신호를 전송할 때 필요한 데이터 신호는 확산 또는 칩 코드 데이터 스트림으로 알려진 것과 곱해집니다. 결과 데이터 스트림은 데이터 자체보다 데이터 속도가 더 높습니다. 종종 데이터는 XOR (배타적 OR) 함수를 사용하여 곱해집니다.

확산 시퀀스의 각 비트를 칩이라고하며 이는 각 정보 비트보다 훨씬 짧습니다. 확산 시퀀스 또는 칩 시퀀스는 확산 배율기의 최종 출력과 동일한 데이터 속도를 갖습니다. 속도를 칩 속도라고하며 이는 종종 M 칩 / 초의 수로 측정됩니다.

그런 다음 기저 대역 데이터 스트림은 반송파로 변조되고 이러한 방식으로 전체 신호는 데이터가 단순히 반송파로 변조 된 경우보다 훨씬 더 넓은 대역폭에 분산됩니다. 데이터 전송률이 높은 신호는 데이터 전송률이 낮은 신호보다 더 넓은 신호 대역폭을 차지하기 때문입니다.

신호를 디코딩하고 원래 데이터를 수신하기 위해 CDMA 신호가 먼저 반송파에서 복조되어 고속 데이터 스트림을 재구성합니다. 이것은 원래 데이터를 재생성하기 위해 확산 코드와 곱해집니다. 이 작업이 완료되면 동일한 확산 코드로 생성 된 데이터 만 재생성되고 다른 확산 코드 스트림에서 생성 된 다른 모든 데이터는 무시됩니다.

직접 시퀀스 확산 스펙트럼의 사용은 강력한 원리이며 많은 장점이 있습니다.

DSSS 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 인코딩 / 디코딩 프로세스

직접 시퀀스 확산 스펙트럼 프로세스의 작동 방식을 시각화하기 위해 가장 쉬운 방법은 시스템이 실제로 데이터 비트 측면에서 작동하는 방식과 DSSS, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호에서 데이터가 복구되는 방식에 대한 예를 보여주는 것입니다.

프로세스의 첫 번째 부분은 DSSS 신호를 생성하는 것입니다. 전송할 데이터가 1001이고 칩 또는 확산 코드가 0010 인 경우를 예로 들어 보겠습니다. 각 데이터 비트에 대해 완전한 확산 코드가 데이터를 다중화하는 데 사용되며, 이러한 방식으로 각 데이터 비트에 대해 확산 또는 확장 된 신호는 4 비트로 구성됩니다.

1001전송할 데이터
0010001000100010칩 또는 확산 코드
1101001000101101결과 확산 데이터 출력

신호를 얻고 전송하면 원격 수신기 내에서 디코딩해야합니다.

1101001000101101수신 CDMA 신호
0010001000100010칩 또는 확산 코드
1111000000001111확산 해제의 결과
1001통합 출력


주의 : 1 x 1 = 01 x 0 = 1

이러한 방식으로 동일한 스프레드 또는 칩 코드를 사용하여 원본 데이터가 정확히 복구되었음을 알 수 있습니다. 다른 코드를 사용하여 CDMA 확산 스펙트럼 신호를 재생성했다면 역 확산 후 임의의 시퀀스를 생성했을 것입니다. 이것은 시스템에서 소음으로 나타 났을 것입니다.

이 예제에서 사용 된 확산 코드는 길이가 4 비트에 불과했습니다. 이를 통해 프로세스를보다 쉽게 ​​시각화 할 수있었습니다. 일반적으로 확산되는 코드는 필요한 성능을 제공하기 위해 64 비트 또는 128 비트 길이 일 수 있습니다.

DSSS 확산 이득

확산 스펙트럼 신호의 대역폭은 원래 데이터 스트림보다 훨씬 넓습니다. 대역폭 증가를 정량화하기 위해 확산 이득이라는 용어가 사용됩니다. DSSS의 대역폭 인 경우 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호가 W 및 입력 데이터 비트 길이 또는 기간 1 / R DSSS 확산 이득을 정의 할 수 있습니다.

직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호의 확산 이득이 클수록 시스템 성능이 더 효과적이라는 것이 밝혀졌습니다. 원하는 신호가 커지기 때문입니다. 위에 표시된 예에서 각 필수 데이터 비트에 대해 4 개의 "1"이 생성된다는 사실에서 알 수 있듯이 확산 이득은 4입니다. 다른 확산 코드에 의해 생성 된 데이터는 노이즈로 나타나고 가치가 낮아 버릴 수 있습니다.

직접 시퀀스 확산 스펙트럼 애플리케이션

DSSS는 그 속성으로 인해 다른 기술에 비해 몇 가지 고유 한 이점을 제공 할 수있는 여러 영역에서 사용됩니다.

  • 은밀한 커뮤니케이션 : DSSS는 처음에는 안전하고 은밀한 통신을 제공하는 데 사용되었습니다. 신호는 광대역 잡음처럼 들리기 때문에 처음에는 감지하기 어려웠으며 종종 오해를 받았을 것입니다. 또한 데이터에 액세스하려면 신호를 생성하는 데 사용되는 코드를 알아야합니다.
  • CDMA 휴대폰 기술 : DSSS 기술은 3G 셀로판 기술에 사용 된 다중 액세스 체계를 제공하는 데 사용되었습니다. 각 모바일은 서로 다른 액세스 코드 또는 확산 코드를 사용했으며이를 통해 여러 사용자가 동일한 주파수에서 기지국에 액세스 할 수있었습니다.
  • GNSS : 위성 기반 내비게이션 시스템은 DSSS를 사용합니다. 이는 신호를 넓은 대역폭에 분산시켜 신호 이득을 제공합니다. 또한 서로 다른 위성이 상호 간섭없이 동일한 채널을 사용할 수 있습니다.


비디오보기: FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum (유월 2021).