9-2015

GrundlagenGrundlagen der Spread-spectrum-KommunikationBild 1: Beispiel für ein Systemdiagramm für Spread-spectrum-Modulation und Demodulation unter Verwendung von PSK als primärerModulationSpread-spectrum ist eine Modulationsmethode,die in modernendrahtlosen Standard-Systemenwie WLAN, Bluetooth, ZigBeeund anderen Funksystemen fürden privaten Einsatz verwendetwird. Der Beitrag liefert einenEinblick in diese Modulationsmethode.Es gibt zwei Arten der Spreadspectrum-Kommunikation:• “direct sequence” Spreadspectrum” (DS)• und “frequency hopping” (FH)Spread spectrum.Man verwendet für beide zwarals allgemeinen Oberbegriffdie Bezeichnung “Spread spectrumKommunikation“, aber daseinzige, was beide Verfahrengemeinsam haben ist die starkeVerbreiterung des Senderspektrums.Abgesehen davon sinddie beiden Verfahren völligunterschiedlich. Die Spreizungdes Spektrums (Verteilung derSignalenergie über ein breitesFrequenzband) verleiht diesenModulationsarten einige besondereEigenschaften.AbhörsicherheitBei Spread-spectrum-Kommunikationwird der Signalinformationeine Spreizcode-Sequenz hinzugefügt. Aus diesemGrunde ist es, ohne Kenntnisdieser Sequenz, sehr schwierig,die Signalinfomation zu demodulieren.Da bei kommerziellenProdukten der Spreizcodejedoch bekannt ist, bietet SpreadSpectrum hier auch keine größereSicherheit als eine normaleFunkwelle. Sicherheit wird aufder Code-Ebene erreicht. Beiunabhängig entwickeltem Drahtlos-Equipmentfür militärischeund andere Anwendungen istder Spreizcode dagegen jeweilseinmalig und macht dadurch dieDemodulation sehr schwer.Sicherheit gegenInterferenzBei Systemen, die Schmalband-Modulation verwenden, tretenFehler auf, sobald auch nur einekleine Interferenz im Übertragungskanalauftritt, und in einigenFällen wird die Kommunikationsogar völlig unterbrochen.Dies ist ein großes Problem,beim derzeitigen umfangreichenEinsatz von drahtloser Übertragungstechnik,wenn eine Vielzahlvon Geräten im gleichenBereich arbeiten.Bei Spread-Spektrum-Kommunikationtreten bei Interferenzauch oft Fehler auf unddie Übertragungsqualität verschlechtertsich, allerdings kanndie Kommunikation selbst fortgesetztwerden.Große BandbreiteDa das Informationssignal mehrfachbreiter als die Spreizcode-Sequenz ausgedehnt wird, istdas für die Kommunikationbenötigte Frequenzband sehrgroß. Aus diesem Grund hatBild 2: Beispiel für den Spreizvorgang18 hf-praxis 9/2015