DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

개요

DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum, 직렬 확산 스펙트럼)는 전송하려는 원래의 데이터 신호에 고속의 확산 코드(Spreading Code)를 곱하여 넓은 주파수 대역에 걸쳐 신호를 분산시키는 무선 통신 방식이다. 간섭 및 잡음에 강하고, 보안성이 뛰어난 특징으로 인해 CDMA, GPS, 군 통신, Wi-Fi(802.11b) 등 다양한 무선 통신 시스템에 활용된다. 이 글에서는 DSSS의 원리, 구성 요소, 장단점 및 활용 사례를 중심으로 기술적 이해를 돕는다.

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1. 개념 및 정의

DSSS는 데이터를 전송하기 전에 각 비트를 고속의 비트열(Pseudo Noise Code, PN Code)로 확산한 뒤 전송하는 방식이다. 이렇게 하면 원래 신호보다 훨씬 넓은 대역폭을 사용하지만, 그만큼 간섭에 강해지고 신호가 무작위한 잡음처럼 보이기 때문에 도청에도 강한 특성이 생긴다. 수신 측에서는 동일한 PN 코드를 이용해 신호를 복원한다.

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2. 특징

항목	설명	비고
넓은 대역폭 사용	원래 신호보다 수십~수백 배 넓은 스펙트럼으로 전송	스펙트럼 확산 효과
간섭 및 잡음 저항성	다른 신호와의 충돌 가능성 낮음	무선환경 적합
보안성 강화	코드 없이는 해독 불가	도청 방지 효과 있음

신뢰성과 보안성을 중시하는 통신 환경에 적합하다.

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3. 구성 요소

구성 요소	설명	예시
PN Code (Pseudo Noise Code)	고속 확산 코드	Gold code, Barker code
Spreader	데이터에 PN 코드를 곱하는 모듈	송신기 내 확산 회로
Despreader	수신된 신호를 복원하는 장치	수신기의 필터 기능 포함
Bandwidth Expansion	고속 코드로 인해 스펙트럼 확산	전파 탐지 어려움

이 구성은 송신과 수신에서 동일한 코드 동기가 중요하다.

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4. 기술 요소

기술 요소	설명	적용 사례
BPSK/QPSK	확산된 신호의 변조 방식	DSSS-CDMA, 802.11b 등
Chip Rate	PN 코드의 속도	데이터 비트보다 수 배 빠름
Processing Gain	확산으로 얻는 간섭 저항 이득	SNR 향상 기여
RAKE Receiver	다중 경로 신호 합성 수신기	CDMA 시스템 필수 요소

DSSS는 CDMA 기술과 밀접한 연관을 가진다.

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5. 장점 및 이점

장점	설명	기대효과
간섭 회피 능력	협대역 간섭에 강함	데이터 손실 감소
보안성 우수	무단 수신이 어려움	군/보안통신에 적합
다중 접속 지원	코드별로 사용자 분리 가능	CDMA 기반 통신 구현

무선 환경에서 품질 안정성과 보안을 모두 충족한다.

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6. 주요 활용 사례 및 고려사항

사례	설명	고려사항
GPS	위성 신호에 PN 코드 부여	고정밀 시간 동기화 필수
CDMA 이동통신	사용자별 코드로 신호 분리	RAKE 수신기 설계 필요
Wi-Fi 802.11b	초기 무선랜 표준에 DSSS 채택	대역폭 소비 고려 필요

동기화 오차나 잡음 환경에서는 성능 저하가 발생할 수 있다.

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7. 결론

DSSS는 간섭 회피, 보안성, 다중 접속 등의 장점으로 인해 다양한 무선 통신 분야에서 채택된 기술이다. 특히 CDMA 및 GPS 시스템의 근간이 되며, 무선 데이터 전송의 품질과 신뢰성을 보장하는 데 핵심적인 역할을 수행한다. 4G/5G 시대에도 DSSS 원리를 바탕으로 한 스펙트럼 확산 기술은 여전히 중요한 기반 기술로 활용되고 있다.