Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) ist eine Modulationstechnik in drahtlosen Kommunikationssystemen, bei der das Signal auf ein breiteres Frequenzspektrum verteilt wird. Dies erhöht die Störfestigkeit, reduziert die Erkennbarkeit des Signals und verbessert die Koexistenz in gemeinsam genutzten Frequenzbereichen.

Anwendungsbereich

DSSS wird in lizenzfreien Frequenzbändern eingesetzt, insbesondere:

• ISM-Band bei 2,4 GHz (2400–2483.5 MHz)

• Sub-GHz-ISM-Bänder (z. B. 433 MHz, 868 MHz in Europa)

Typische Technologien:

• Wi-Fi 802.11b

• Zigbee

• Legacy-SRD-Systeme

• GNSS-Systeme (z. B. GPS L1 C/A-Signal)

• Militärische Kommunikation und Satellitentelemetrie

Regulatorische Normen, die DSSS erlauben:

• FCC §15.247

• ISED RSS-247

• ETSI EN 300 328

Technisches Prinzip

Bei DSSS wird das ursprüngliche Datensignal mit einer pseudorandomisierten Spreizsequenz (Chipfolge) multipliziert, deren Rate deutlich höher ist als die des Datenstroms. Das resultierende Signal belegt eine deutlich größere Bandbreite und erscheint im Frequenzspektrum rauschähnlich.

Am Empfänger wird das Signal mit derselben Chipfolge wieder entschlüsselt, um die Daten zurückzugewinnen.
→ Dies erfordert eine präzise Synchronisation zwischen Sender und Empfänger. Bei Verlust der Synchronisation steigen die Bitfehlerraten und die Signalqualität sinkt.

Wichtige Parameter

• Chiprate: Bestimmt den Spreizfaktor (Verhältnis Chiprate zu Datenrate)

• Verarbeitungsvorteil (Processing Gain): Verhältnis zwischen der Spreizbandbreite und der ursprünglichen Datenbandbreite; erhöht die Störfestigkeit

• Belegte Bandbreite: Messverfahren und Grenzwert richten sich nach Zielmarkt, Gerätetyp und Betriebsart

Vorteile

• Hohe Störfestigkeit gegenüber Schmalbandstörungen

• Geringere Wahrscheinlichkeit der Erkennung durch Dritte

• Verbesserte Koexistenz in stark belegten Frequenzbändern

• Spektrale Effizienz in Kombination mit Codierung und Filterung

Geräte mit DSSS müssen die Anforderungen des Zielmarkts erfüllen. Ähnliche technische Konzepte bedeuten nicht, dass die regionalen Regelwerke identisch sind.

• USA: Nach 47 CFR §15.247(a)(2) müssen Systeme mit digitaler Modulation in den genannten Frequenzbändern eine minimale 6-dB-Bandbreite von 500 kHz aufweisen.

• Kanada: ISED RSS-247 ist ein eigenständiges kanadisches Regelwerk mit ähnlichen Anforderungen und muss separat bewertet werden; es ist nicht mit FCC §15.247 gleichzusetzen.

• Europäische Union: EN 300 328 bewertet die belegte Kanalbandbreite und weitere Anforderungen abhängig von Geräteart und Betriebsmodus. Die DSSS-Anforderungen sind daher aus den jeweils anwendbaren Abschnitten abzuleiten; eine allgemeine Mindestkanalbandbreite für DSSS legt die Norm nicht fest.

Die anwendbaren Parameter werden im Rahmen der Konformitätsbewertung ermittelt und in die technische Dokumentation aufgenommen. Für die CE-Kennzeichnung bewahrt der Hersteller diese Unterlagen auf und legt sie Marktüberwachungsbehörden auf Verlangen vor. Eine routinemäßige Einreichung bei einer Behörde erfolgt nicht, sofern das gewählte Konformitätsbewertungsverfahren keine notifizierte Stelle einbezieht.