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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie funktioniert "Direct Sequence Spread Spectrum"


Autor: Mulli (Gast)
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Kann mir mal jemand erklären wie genau die Bandbreite bei UMTS mit DSSS 
gespreizt wird?

Das Modulationsverfahren bleibt ja immer noch dasselbe, wieso 
vergrössert sich dann die Bandbreite?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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Autor: Mulli (Gast)
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Danke, das hab ich mir schon durchgelesen. Versteh aber trotzdem nicht 
wieso sich die Bandbreite erhöht.

Dort steht ja nur das ein Code mit einem Spreizcode gespreizt wird. Es 
bleibt aber trotzdem ein binärer Code, der einfach länger ist. Aber 
wieso vergrössert sich dann die Bandbreite?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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>Danke, das hab ich mir schon durchgelesen.
dann lies nochmal genauer:
Durch die Spreizung ist eine größere Bandbreite zur Übertragung 
notwendig.

man braucht also mehr...nicht man "bekommt" mehr

Autor: Mulli (Gast)
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Also die Spreizung hab ich so verstanden:

Man hat beispielsweise 3 Bits:

0 1 0

Jetzt spreizt mann mit 3, hat also nachher 9 Bits (für 0 nimmt man 010 
für 1 nimmt man 101):

010 101 010

Neu hat man also 9 Bit zu übertragen.

Wieso braucht das mehr Bandbreite? Ich hätte gesagt es dauert einfach 3 
mal länger...

Autor: Düsentrieb (Gast)
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genau. 3x zeit.
willst dus in der selben zeit, brauchts halt 3x Bandbreite

Autor: Mulli (Gast)
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Ja, aber wie kommt die Bandbreite zustande?

Die Modulationsart bleibt ja dieselbe, und ich habe ja nur einen 
Modulator...

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Du musst einfach einen schnelleren Sender verwenden, der z.B. statt 1 
kBit/s 3 kBit/s versendet. Bei gleicher Modulation ergibt das dreifache 
Bandbreite.

Autor: Karl Zeilhofer (griffin27)
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Ohne mich hier jetzt wirklich auszukennen, möchte ich meinen Senf 
dazugeben.
Also: Der Sinn von der Spreizung, in dem Sinne wie es Mulli erklärte, 
ist der, dass sich das Signal an Störabstand gewinnt, oder anders 
gesagt, bei schlechterem SNR trotzdem noch decodiert werden kann.
Glaub ich mal bei einer verbalen Diskussion aufgeschnappt zu haben.

Autor: mandrake (Gast)
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So nun ich:
Wie der Name DSSS schon andeutet wird ein Spektrum (mit einer gewissen 
Bandbreite) frequenzmäßig gespreizt. Damit wird die benötigte Bandbreite 
des Signals größer, da das Spektrum nach dem Spreizen mehr 
Frequenzumfang hat.
Man könnte auch sagen, dass ein Signal mit einem schmalen Spektrum über 
ein größeren Frequenzbereich verschmiert wird.

Was willst du eigentlich mit deinem Modulator immer?
Ein (Amplituden-)Modulator (die am einfachsten zu verstehende 
Modulation) macht nichts anderes als ein Frequenzspektrum der 
Mittenfrequenz f_signal in einen Frequenzbereich der Mittenfrequenz 
f_träger + f_signal zu verschieben. Sonst macht ein Modulator erst 
einmal gar nichts. Und er hat auch rein gar nichts mit deiner DSSS zu 
tun. (Zu mindest der Sendemodulator den du wahrscheinlich meinst).
Man kann jedoch eine DSSS als Modulation betrachten. Das Trägersignal 
ist die Spreizsequenz und das modulierende Signal das Nutzsignal. Eine 
Modulation (oder auch Mischung) ist im einfachsten Sinne eine 
Multiplikation zwischen Trägersignal und Nutzsignal.

Zurück zu deinem Beispiel:
Du möchtest diese 3Bits zum Beispiel innerhalb einer Sekunde versenden.
Legen wir ein einfaches Rechtecksignal zu Grunde (1=5Volt 0=0Volt).
Das Signal mit der höchsten Frequenz das dann möglich ist wäre die 
logische 101 mit einer Periodendauer von einer 2/3Sekunde. Oder auch 
1,5Hz (das wäre die Bandbreite des Signals!).
Nun spreizen wir mit deiner Sequenz und erhalten 3Chips pro Bit. Macht 
unter dem Strich 9Chips die versendet werden wollen.
Bei der Übertragung nutzen wir wieder ein Rechtecksignal
(Chip=1->5V Chip=0->0V).
Erinnern wir uns daran, dass du eine Übertragungsrate von 3Bit/s 
veranschlagt hast. Um diese beizubehalten musst du nun 9Chips in einer 
Sekunde übertragen. Die höchstmögliche Frequenz hat nun die
Chipsequenz 101 010 101. Die Periodendauer ist nun auf eine 2/9Sekunde 
gefallen. Oder die Frequenz auf 4,5Hz gestiegen. Deine Bandbreite ist 
also um Faktor 3 vergrößert worden.

Das tolle bei den Spreizsequenzen ist, dass wenn sie orthogonal bzw. 
unkorreliert sind, beliebig viele Nutzsignale im gleichen 
Spektralbereich übertragen werden können.

Die Anwendung ein Beispiel:

Übermittelung eines schmalbandigen Funksignals:
Das Funksignal wird gespreizt. Auf der Übertragungsstrecke überlagert 
sich ein Schmalbandstörer deinen gespreizten Spektrum. Beim Empfänger 
wird das gestörte Spektrum entspreizt. Da dies aber der gleiche Vorgang 
wie das Spreizen ist, wird dein Nutzsignal wieder schmalbandig die 
schmalbandige Störung jedoch breitbandig. Die Störung wird also auf das 
gesamte Spektrum verteilt währen dein Nutzsignal über der Störung quasi 
aufragt. Dein Signal-Störabstand wird besser.

Um das alles etwas genauer zu verstehen solltest du dich vielleicht noch 
etwas mehr mit Signal und Systemtheorie, Fouriertransformationen und 
Digitaler Signalverarbeitung beschäftigen.

Speziell zu diesem Thema ist der in Fachkreisen bekannte Lochmann ein 
gutes Werk:

http://www.amazon.de/Digitale-Nachrichtentechnik-D...

Vielleicht etwas zu teuer. Aber man kann sich den bestimmt auch in einer 
gut sortierten Uni-Bibi ausleihen.

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