طيف الانتشار بالتسلسل المباشر

في مجال الاتصالات ، تُعدّ تقنية طيف الانتشار بالتسلسل المباشر ( DSSS ) إحدى تقنيات تعديل طيف الانتشار المستخدمة أساسًا لتقليل التداخل الكلي للإشارة . يعمل تعديل التسلسل المباشر على توسيع نطاق تردد الإشارة المرسلة مقارنةً بنطاق تردد المعلومات. بعد إزالة تعديل التسلسل المباشر في جهاز الاستقبال، يُستعاد نطاق تردد المعلومات، بينما ينخفض ​​التداخل، سواءً كان مقصودًا أو غير مقصود، بشكل ملحوظ. ^{[ 1 ]}

اقترح المخترع السويسري ، غوستاف غوانيلا، "وسيلة وطريقة للإشارات السرية". ^{[ 2 ]} في نظام DSSS، تُعدّل رموز الرسالة بواسطة سلسلة من القيم المركبة تُعرف باسم تسلسل الانتشار . كل عنصر من عناصر تسلسل الانتشار، والذي يُسمى " الشريحة" ، له مدة أقصر من رموز الرسالة الأصلية. يؤدي تعديل رموز الرسالة إلى تشويش الإشارة ونشرها في الطيف، مما ينتج عنه عرض نطاق لتسلسل الانتشار. كلما قصرت مدة الشريحة، زاد عرض نطاق إشارة DSSS الناتجة؛ زيادة عرض النطاق المُدمج مع إشارة الرسالة يُحسّن مقاومتها للتداخل ضيق النطاق. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

تتضمن بعض الاستخدامات العملية والفعالة لتقنية DSSS طريقة الوصول المتعدد بتقسيم الشفرة (CDMA)، ومواصفات IEEE 802.11b المستخدمة في شبكات Wi-Fi ، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS ) . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

تعتمد عمليات الإرسال ذات الطيف المنتشر بالتسلسل المباشر على ضرب تسلسل الرموز المرسل بتسلسل انتشار ذي معدل أعلى من معدل الرسالة الأصلية. عادةً ما تُختار التسلسلات بحيث يكون الطيف الناتج أبيض طيفيًا . تُستخدم معرفة التسلسل نفسه لإعادة بناء البيانات الأصلية عند جهاز الاستقبال. ويتم ذلك عادةً عن طريق الضرب العنصري بتسلسل الانتشار، متبوعًا بالجمع على مدى فترة رمز الرسالة. تُعرف هذه العملية، وهي عملية فك الانتشار ، رياضيًا بأنها ارتباط بين تسلسل الانتشار المرسل وتسلسل الانتشار. في قناة ضوضاء غاوسية بيضاء مضافة ، تزداد نسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارة التي تم فك انتشارها بمعامل الانتشار، وهو نسبة معدل تسلسل الانتشار إلى معدل البيانات.

بينما تشغل إشارة DSSS المرسلة نطاقًا تردديًا أوسع مما يتطلبه التعديل المباشر للإشارة الأصلية، يمكن تقييد طيفها عن طريق ترشيح شكل النبضة التقليدي .

إذا قام جهاز إرسال غير مرغوب فيه بالبث على نفس القناة ولكن بتسلسل انتشار مختلف، فإن عملية فك الانتشار تقلل من قوة تلك الإشارة. هذا التأثير هو أساس طريقة الوصول المتعدد بتقسيم الشفرة (CDMA) للوصول إلى الوسائط متعددة المستخدمين، والتي تسمح لأجهزة إرسال متعددة بمشاركة نفس القناة ضمن حدود خصائص الارتباط المتبادل لتسلسلات انتشارها.

• مقاومة التشويش غير المقصود أو المقصود
• مشاركة قناة واحدة بين عدة مستخدمين
• يؤدي انخفاض مستوى الإشارة/الضوضاء الخلفية إلى إعاقة عملية الاعتراض.
• تحديد التوقيت النسبي بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال

• أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الأمريكية GPS والأوروبية Galileo والروسية GLONASS ؛ استخدم نظام GLONASS السابق DSSS مع تسلسل انتشار واحد بالتزامن مع FDMA ، بينما استخدم نظام GLONASS اللاحق DSSS لتحقيق CDMA مع تسلسلات انتشار متعددة.
• نظام DS-CDMA (الوصول المتعدد بتقسيم الشفرة ذي التسلسل المباشر) هو نظام وصول متعدد يعتمد على تقنية DSSS، حيث يقوم بنشر الإشارات من وإلى مستخدمين مختلفين باستخدام رموز مختلفة. وهو النوع الأكثر استخدامًا من أنظمة CDMA .
• الهواتف اللاسلكية التي تعمل في نطاقات 900  ميجاهرتز و2.4  جيجاهرتز و5.8  جيجاهرتز
• معيار IEEE 802.11b لشبكة Wi-Fi بتردد 2.4  جيجاهرتز ، وسلفه 802.11-1999 . ( يستخدم المعيار اللاحق 802.11g كلاً من OFDM وDSSS).
• قراءة العداد التلقائية
• IEEE 802.15.4 (يستخدم، على سبيل المثال، كطبقة PHY و MAC لـ Zigbee ، أو كطبقة فيزيائية لـ WirelessHART )
• مركبات نموذجية يتم التحكم فيها عن بعد للسيارات والطائرات والسفن
• رادار ذو طيف منتشر للتخفي ومقاومة التشويش والتزييف

• مفتاح التشفير التكميلي
• طيف الانتشار بالقفز الترددي
• مسجل إزاحة ذو تغذية راجعة خطية
• تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد

• أصول الاتصالات الطيفية المنتشرة
•  تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل في 22 يناير 2022.
• دليل اللوائح والإجراءات الخاص بإدارة الترددات الراديوية الفيدرالية الصادر عن الإدارة الوطنية للاتصالات والمعلومات

• تاريخ الطيف المنتشر المدني