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
Typische Bandbreite: ≥ 500 kHz zur Einhaltung regulatorischer Anforderungen in lizenzfreien Bändern
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
Regulatorischer Kontext
| Region | Details |
|---|---|
| USA |
Regelwerk/Norm: FCC §15.247 Bedeutung: DSSS im 2,4-GHz-ISM-Band erlaubt |
| Kanada |
Regelwerk/Norm: ISED RSS-247 Bedeutung: Entspricht FCC §15.247 |
| EU |
Regelwerk/Norm: EN 300 328 Bedeutung: DSSS im Rahmen der RED zulässig |
| Region | Regelwerk/Norm | Bedeutung |
|---|---|---|
| USA | FCC §15.247 | DSSS im 2,4-GHz-ISM-Band erlaubt |
| Kanada | ISED RSS-247 | Entspricht FCC §15.247 |
| EU | EN 300 328 | DSSS im Rahmen der RED zulässig |
Zur Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen müssen Geräte mit DSSS-Modulation die jeweiligen regionalen Vorgaben erfüllen. Die grundlegenden Prinzipien sind vergleichbar, jedoch unterscheiden sich die konkreten Grenzwerte je nach Standard. Wichtige technische Parameter sind:
Minimale Kanalbandbreite
≥ 500 kHz (FCC §15.247, RSS-247)
≥ 250 kHz (EN 300 328, abhängig vom Modulationstyp)Maximale Ausgangsleistung
Grenzwerte für Spurious- und Out-of-Band-Emissionen
Konsistenz zwischen deklarierter und gemessener belegter Bandbreite
Diese Werte werden im Rahmen der Typprüfung überprüft und sind Teil der Konformitätsunterlagen für CE-Kennzeichnung oder andere Zertifizierungsverfahren.