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Frequenzspreizung
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Mit Frequenzspreizung bezeichnet man in der Datenübertragung per Funk ein Verfahren, bei dem ein schmalbandiges Signal in ein breitbandiges Signal umgewandelt wird. Die Sendeenergie, die zuvor in einem kleinen Frequenzbereich konzentriert war, wird dabei auf einen größeren Frequenzbereich verteilt.
Außerdem wird Frequenzspreizung in der Digitaltechnik eingesetzt, um die spektrale Dichte der Taktsignale zu verringern und so eine bessere elektromagnetische Verträglichkeit zu erzielen (vgl. englischer Artikel).
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Vorteile/Nachteile
Vorteile:
- größere Robustheit gegenüber schmalbandigen Störungen
- Sicherheit: ein potentieller Mithörer kann nicht erkennen, dass überhaupt eine Übertragung stattfindet
Nachteile:
- höhere Komplexität beim Empfang
Einsatz
Frequenzspreizung wird einerseits bei militärischer Technik, aber auch im zivilen Bereich bei der Datenübertragung über Wireless LAN oder Bluetooth eingesetzt. Die dritte Generation des Mobilfunks UMTS (aber auch Versionen der zweiten Generation) verwendet ebenfalls die in CDMA enthaltene Frequenzspreizung.
Verfahren
Direct Sequence Spread Spectrum
Beim Direct Sequence Spread Spectrum- (DSSS-) Verfahren werden die Nutzdaten in direkter Folge (direct sequence) per Exklusiv-Oder (XOR) mit einem Code verknüpft und anschließend auf die Bandbreite moduliert.
Dieses Verfahren wird allgemein in Kombination mit der CDMA-Technik verwendet und unter anderem bei Wireless LANs nach dem IEEE 802.11 Standard und UMTS verwendet.
Frequency Hopping Spread Spectrum
Beim Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) wird die verfügbare Bandbreite auf viele Kanäle mit kleinerer Bandbreite im Sinne des Frequenzmultiplex aufgeteilt. Das Nachrichtensignal wird in pseudozufälliger Reihenfolge in verschiedene Kanäle eingebettet. Das Patent für dieses Verfahren wurde im Jahr 1942 Hedy Lamarr und George Antheil erteilt und sollte zur Steuerung von Torpedos verwendet werden.
Dieses Verfahren wird unter anderem bei Bluetooth eingesetzt.
Time Hopping Spread Spectrum
Das Zeitsprungverfahren unterteilt den Träger in Zeitschlitze und springt diese in pseudozufälliger Reihenfolge durch, um ein Nachrichtsignal einzubetten. Dies erfolgt wie bei DSSS. Nachteil dieser Technik ist die schwierige Synchronisierung.
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