DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)란??

이전 시간에는 Multiple Access에 대해 알아봤습니다.

종류별로 FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA가 있었고

CDMA와 OFDMA는 추가적인 설명을 하기로 했었습니다.

2020/09/14 - [직무지식/RF 통신] - 다중접속(Multiple Access) - FDMA/TDMA/CDMA/OFDMA 통신방식

그중 CDMA가 DSSS의 원리를 활용한 것이라고 했었죠.

오늘은 DSSS가 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

 

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1. DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum: 직접 확산 스펙트럼)이란?

 

원래의 신호에 주파수가 높은 확산코드를 곱하여 원래 신호의 대역폭을 확산시키는

대역확산(Spread Spectrum) 변조방식입니다.

[정보통신기술용어해설 참고]

 

풀어서 설명하자면 기존의 신호에다가 확산코드라는 암호화된 코드를 입력하고

그 신호를 받은 사용자는 동일한 확산코드로 복원하여 데이터를 전송하는것이죠.

DSSS비유

같은 시간, 같은 주파수 대역 안에서 서로 통신을 하지만

그림에서 처럼 통신 링크마다 잠금이 걸려 있고 그 신호를 받는

사용자에게만 링크의 잠금을 열 수 있는 KEY가 있는 것이죠.

 

 

2. DSSS방식의 이해

 

어떻게 이런 방식이 가능할까요? 지금부터 차근차근 설명해보겠습니다.

바로 전송하는 4bit 데이터에 각각 1bit마다 확산 코드를 XOR로 곱하여 변조합니다.

확산코드 인코딩

그림에서처럼 1010이라는 데이터를 확산 변조 코드로 변조를 한 신호입니다.

변조된 신호를 사용 주파수 전역으로 확산시켜 전송을 하게 되겠죠.

 

 

 

 

 

이제는 이 신호를 받은 수신단을 살펴보겠습니다.

변환된 출력 코드가 다시 확산 코드와 XOR 곱으로 변환이 됩니다.

그럼 신기하게도 해당 4bit 데이터가 1111, 0000과 같은 형태로 출력 값이 나오게 되죠.

그 신호를 1bit으로 줄이면 기존 보내려고 했던 데이터가 됩니다.

 

확산코드 디코딩

 

 

만약 다른 확산 코드로 해당 코드를 해석하면 어떤 식으로 읽히게 될까요?

1011이라는 확산코드로 변조된 코드가 0101이라는 확산코드로 해석되는 경우를 살펴보겠습니다.

그럼 첫 번째 0100과 0101이 XOR로 곱해지면 0001이라는 규칙도 없고 뜬금없는 신호가 되죠.

 다른 확산코드로 디코딩 되었을때

그래서 0101을 확산 코드로 사용하는 수신기에서는 해당 데이터를 잡음처리를 할 수 있게 되는 거죠.

 

 

3. DSSS의 장점(=CDMA의 장점)

 

1. 기존 아날로그 방식(FDMA)에 비해 수용용량이 엄청나게 늘어납니다.
2. 낮은 송신출력으로 소비전력이 작습니다. 결과적으로 배터리 사용시간이 늘어납니다.
3. 주파수 이용효율이 좋아서 수신도가 증가됩니다.
4. 보안성이 뛰어납니다.(자용자마다 PN코드(확산 코드)를 사용하기 때문)
5. 핸드오프(기지국과 기지국 사이를 이동) 시에 통화의 순간적 끊어짐을 해결할 수 있습니다.