Chirp-Spread Spectrum

Es ist eine Modulationstechnik, die zur Frequenzspreizung sogenannte Chirp-Impulse verwendet. Sie wird vor allem für drahtlose Datenübertragungen auf kurzen Distanzen (in Wireless Personal Area Networks) eingesetzt.

Allgemeines:

Ein Chirp-Impuls ist ein sinusförmiger Signalverlauf, dessen Frequenz über die Zeit ansteigt oder abfällt. In der CSS-Technik dienen solche Chirp-Impulse als grundlegende Sendeeinheiten, die einzelne Symbole darstellen. Die Datenübertragung erfolgt durch eine Folge aufsteigender und ansteigender Chirp-Impulse, welche als Sub-Chirps bezeichnet werden.
Ähnlich wie andere Frequenzspreizverfahren wie das Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), nutzt das CSS eine große Bandbreite. Allerdings basiert CSS im Gegensatz zu DSSS nicht auf Pseudozufallfolgen. Eine wichtige Eigenschaft von CSS ist seine Robustheit gegenüber Störungen durch den Dopplereffekt.

Verfahren:

1. Die Modulation der Nutzdaten
   Die zu übertragenden Daten werden zunächst mit einer differentiellen Quadratphasenumtastung in ein komplexes Signal umgewandelt. Die Phasenlage des Sub-Chip-Impulses wird von diesem Signal verändert, der anschließend gesendet wird. Das dabei erzeigte Signal wird Differential Quadrature Chirp Shift Keying bezeichnet.
2. Die Kanalauswahl
   CSS ermöglicht die Auswahl verschiedener Kanäle durch fest definierte Sub-Chip-Sequenzen. Diese Sequenzen sind durch die zeitliche Variation der Frequenz gekennzeichnet: Ein ansteigender Chip entspricht einer aufsteigenden Frequenz, während ein absteigender Chirp einer abfallenden Frequenz entspricht. Die Übergänge zwischen zwei Chip-Impulsen werden durch einen Gauß-Filter geglättet, um Störungen zu reduzieren.