대역확산

대역확산이란

대역확산은 정보 신호의 대역폭을 원래보다 넓게 확산시켜 전송하는 변조 기술이다.

송신측은 PN 코드로 신호를 펼치고, 수신측은 같은 코드로 역확산해 원래 정보를 복원한다.

재밍에 강하고 도청을 어렵게 하며, 여러 사용자가 코드로 대역을 나눠 쓰는 다중접속도 가능하다.

확산과 역확산 흐름

대역확산 송신측은 정보를 PN 코드와 곱해 넓은 대역으로 확산한다.

채널에서 재밍이나 간섭을 받아도 방해 전력이 넓은 대역에 분산된다.

수신측은 같은 PN 코드로 역확산해 정보 대역폭으로 복원한다.

이 과정은 동기 회로가 코드 위상을 맞춰야 성립한다. 획득과 추적이 핵심이다.

FHSS와 DSSS 비교

대역확산 방식은 확산 방법에 따라 DSSS와 FHSS로 크게 나뉜다.

DSSS는 데이터에 PN 코드를 곱하고, FHSS는 반송파 주파수를 도약시킨다.

DSSS는 연속 협대역 재밍과 다중경로에 강하고, FHSS는 간섭 주파수를 피해 간다.

동기 요구는 DSSS가 가장 높아 구현 난이도 차이의 핵심이 된다.

처리이득 계산

처리이득은 확산 후 대역폭과 확산 전 대역폭의 비다.

1kHz 신호를 100kHz로 확산하면 G_p는 100이다.

dB로 환산하면 10log10(100), 즉 20dB이다.

처리이득은 열잡음을 줄이는 값이 아니다. 간섭에 대한 내성을 보는 지표다.

헷갈리는 점

앞 문제의 정답은 10dB다. 정보 대역폭 1kHz를 10kHz로 확산하면 비는 10이다.

확산이 열잡음을 줄인다는 생각은 흔한 오해다.

확산은 열잡음을 줄이지 못하고 간섭·재밍 내성을 준다.

정리

대역확산을 정리한다. 정의는 신호를 넓은 대역에 펼쳐 보내고 수신측에서 복원하는 기술이다.

목적은 재밍 내성, 도청 방지, 다중접속이다. 처리이득은 확산 대역폭과 정보 대역폭의 비다.

FHSS는 협대역 재밍에, DSSS는 연속 간섭과 다중경로에 강하다. 확산은 열잡음을 줄이지 못한다.