직접 시퀀스 확산 스펙트럼

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관련 토픽

통신에서 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DSSS)은 전체 신호 간섭을 줄이기 위해 주로 사용되는 확산 스펙트럼 변조 기술입니다.직접 시퀀스 변조에 의해 송신 신호의 대역폭이 정보 대역폭보다 넓어집니다.수신기에서 직접 시퀀스 변조를 해독 또는 삭제한 후 정보 대역폭을 복원하고 의도하지 않은 의도적인 간섭을 크게 [1]줄인다.

이 기술에 대해 알려진 첫 번째 계획은 스위스 발명가인 Gustav Guanella에 [2]의해 도입되었다.DSSS에서는 메시지비트는 확산 시퀀스라고 불리는 의사랜덤비트시퀀스에 의해 변조됩니다.칩으로 알려진 각 확산 시퀀스 비트는 원래 메시지 비트보다 훨씬 짧은 기간(대역폭)을 가집니다.메시지 비트의 변조에 의해 데이터가 스크램블되어 확산되므로 확산 시퀀스와 거의 동일한 대역폭 크기가 됩니다.칩의 지속시간이 짧을수록 결과적으로 발생하는 DSSS 신호의 대역폭이 커집니다.메시지 신호에 다중화된 대역폭이 [1][3]많을수록 간섭에 대한 내성이 향상됩니다.

DSSS의 실용적이고 효과적인 용도에는 코드분할다중접속(CDMA) 방식, Wi-Fi 네트워크에서 사용되는 IEEE 802.11b 사양, 글로벌 포지셔닝시스템 [4][5]등이 있습니다.

특징들

  1. DSSS는 연속된 칩 스트링을 사용하여 사인파를 의사 난수적으로 위상 시프트합니다.각 칩 스트링은 정보 비트보다 훨씬 짧습니다.즉, 각 정보 비트는 훨씬 더 빠른 칩 시퀀스에 의해 변조됩니다.따라서 칩환율은 정보비트환율보다 훨씬 높습니다.
  2. DSSS 는, 송신기에 의해서 생성되는 확산 시퀀스가 수신기에 의해서 이미 인식되고 있는 신호 구조를 사용합니다.수신기는 정보 신호를 재구성하기 위해 동일한 확산 시퀀스를 사용하여 수신 신호에 대한 영향을 상쇄할 수 있습니다.

전송 방식

직접 시퀀스 확산 스펙트럼 전송은 전송되는 데이터에 원래 데이터 레이트보다 훨씬 높은 비트환율을 가진 의사랜덤 확산 시퀀스를 곱합니다.결과적으로 전송되는 신호는 "정적" 오디오 녹음과 같은 대역 제한 백색 노이즈와 유사합니다.그러나 이 노이즈와 유사한 신호는 동일한 확산 시퀀스를 곱하여 수신측에서 원본 데이터를 정확하게 재구성하는 데 사용됩니다(1 × 1 = 1, -1 × -1 = 1).디스프레딩이라고 불리는 이 프로세스는 수학적으로 송신된 확산 시퀀스와 수신기가 이미 사용하고 있는 것을 알고 있는 확산 시퀀스의 상관관계입니다.확산 후 신호 대 잡음비는 데이터 레이트에 대한 확산 시퀀스 레이트의 비율인 확산 계수에 의해 대략적으로 증가한다.

송신된 DSSS 신호는 원래 신호의 단순한 변조보다 훨씬 넓은 대역폭을 차지하지만, 그 주파수 스펙트럼은 기존의 아날로그 밴드 패스필터에 의해 스펙트럼 이코노미에 대해 다소 제한되어 반송파 주파수를 중심으로 한 대략적인 벨 모양의 엔벨로프를 얻을 수 있습니다.이와는 대조적으로 주파수 호핑 확산 스펙트럼은 반송파를 의사 난수적으로 리튠하고 대역폭 쉐이핑에 의해 호핑코드에 의해 신호의 진폭변조가 발생하기 때문에 균일한 주파수 응답을 요구합니다.

바람직하지 않은 송신기가 같은 채널상에서 다른 확산 시퀀스를 사용해 송신하는 경우(또는 시퀀스가 전혀 없는 경우), 디스프레딩 프로세스는 그 신호의 출력을 낮춥니다.이 효과는 DSSS의 Code-Division Multiple Access(CDMA; 코드분할다중접속) 속성의 기초가 됩니다.이것에 의해, 복수의 송신기가 확산 시퀀스의 상호 상관 속성의 제한내에서 같은 채널을 공유할 수 있게 됩니다.

혜택들

  • 의도하지 않은 또는 의도된 막힘에 대한 저항성
  • 여러 사용자 간에 단일 채널 공유
  • 신호/배경 잡음 수준 방해 차단 감소
  • 송신기와 수신기의 상대 타이밍 결정

사용하다

  • 미국 GPS, 유럽 갈릴레오 및 러시아 GLONASS 위성 내비게이션 시스템; 이전의 GLONASS는 FDMA와 함께 단일 확산 시퀀스의 DSSS를 사용하였고, 이후 GLONASS는 다중 확산 시퀀스의 CDMA를 구현하기 위해 DSSS를 사용하였다.
  • DS-CDMA(Direct-Sequence Code Division Multiple Access)는 DSSS에 기반한 다중 액세스 방식이며, 서로 다른 코드를 가진 사용자 간에 신호를 분산합니다.가장 널리 사용되는 CDMA 타입입니다.
  • 900MHz, 2.4GHz 및 5.8GHz 대역에서 작동하는 무선 전화기
  • IEEE 802.11b 2.4GHz Wi-Fi 및 이전 802.11-1999 (이들 후계기 802.11g는 OFDM과 DSS를 모두 사용합니다)
  • 자동 미터 판독
  • IEEE 802.15.4 (예를 들어, ZigBee의 PHY 및 MAC 레이어 또는 WirelessHART의 물리 레이어로 사용)
  • 무선 조종 모델 자동차, 항공 및 해상 차량

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Torrieri, Don (2018). Principles of Spread-Spectrum Communication Systems, 4th ed.
  2. ^ "Espacenet - Bibliographic data". worldwide.espacenet.com. Retrieved December 2, 2020.
  3. ^ Stuber, Gordon L. (2017). Principles of Mobile Communication, 4th ed.
  4. ^ Rappaport, Theodore (2002). Wireless Communications Principles and Practice, 2nd ed.
  5. ^ Pratep, Misra; Enge, Per (2012). Global Positioning System: Signals, Measurements, and Performance, rev. 2nd ed.

외부 링크