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2026-03-28T20:38:17Z

Modulation der Nutzdaten: Wikilink

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Der Begriff '''Chirp Spread Spectrum''' (CSS) bzw. '''Zirpenfrequenzspreizung''' bezeichnet eine [[Modulation (Technik)|Modulationstechnik]], welche zur [[Frequenzspreizung]] ({{enS|Spread Spectrum}}) [[Chirp]]-Impulse (= Zirpen) verwendet. Dieses Modulationsverfahren wird zur drahtlosen Datenübertragung auf meist kurzen Distanzen wie den [[Wireless Personal Area Network]] eingesetzt und ist in diesem Anwendungsbereich in dem Standard [[IEEE 802.15.4a]], einer Erweiterung von [[IEEE 802.15.4]], genormt.<ref>{{Literatur |Autor=IEEE |Titel=Standard 802.15.4a-2007 |Ort=New York |Datum=2007-08-21 |Online=http://standards.ieee.org/getieee802/802.15.html}}</ref>

== Allgemeines ==
[[Datei:Linear-chirp.svg|mini|Chirp-Impuls mit linearem Frequenzanstieg]]

Ein Chirp-Impuls stellt einen sinusförmigen Signalverlauf dar, welcher über die Zeit in der [[Frequenz]] kontinuierlich ansteigt bzw. abfällt. Dieser Signalverlauf wird im Rahmen von CSS als ein elementarer Sendeimpuls verwendet, welcher ein Symbol darstellt. Die Datenübertragung erfolgt durch eine zeitliche Aneinanderreihung einer Folge auf- und absteigender Chirp-Impulse, welche in der Norm als „Sub-Chirp“ bezeichnet werden.

Analog zu anderen Frequenzspreizverfahren wie [[Direct Sequence Spread Spectrum]] (DSSS) nutzt auch CSS eine große [[Bandbreite]], welche direkt durch den Chirp-Impuls bedingt ist. Im Gegensatz zu DSSS basiert das Verfahren nicht auf [[Pseudozufall]]. Als wesentliche Eigenschaft ist dieses Verfahren robust gegen Störungen infolge des [[Dopplereffekt]]es, da nur die Frequenzänderung über die Zeit eines Chirp-Impulses von Bedeutung ist, und die absolute Frequenz in gewissen Grenzen keine Rolle spielt.

== Verfahren ==
=== Modulation der Nutzdaten ===
[[Datei:Css subchirp combinations.svg|mini|Zwei verschiedene Sub-Chirp Sequenzen]]
Die im Rahmen von [[IEEE 802.15.4]]a mit CSS zu übertragenen [[Nutzdaten]] werden bei der Modulation zunächst mit einer [[Quadraturphasenumtastung|differentiellen Quadraturphasenumtastung]] (DQPSK) in ein [[Komplexe Zahl|komplexes]] Signal umgesetzt, welches anschließend mit konstanter [[Amplitude]] die [[Phasenlage]] des Sub-Chirp-Impulses verändert, welcher in Folge ausgesendet wird. Das so gebildete Sendesignal wird im Rahmen der Norm auch als ''DQCSK'' für ''Differential Quadrature Chirp Shift Keying'' bezeichnet.

=== Kanalauswahl ===
Zur Kanalauswahl existieren verschiedene, fix definierte Sub-Chirp-Sequenzen, wie in nebenstehender Abbildung am Beispiel von zwei Sub-Chirp-Sequenzen dargestellt. Dabei ist die Frequenz ω über die Zeit abgebildet, welche ständig variiert wird: Eine ansteigende Gerade bedeutet einen in der Frequenz ansteigenden Sub-Chirp bzw. eine fallende Gerade einen absteigenden Sub-Chirp. Die sprunghaften Übergänge zwischen zwei Chirp-Impulsen werden durch einen [[Gauß-Filter]] geglättet.

Der Empfänger, welcher auf einen bestimmten Kanal eingestellt ist, wertet durch [[Korrelation]] nur die ausgewählte Sub-Chirp-Sequenz für die weitere Datenverarbeitung aus. CSS stellt damit eine Art von [[Codemultiplexverfahren]] dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Technische Modulationsverfahren}}

[[Kategorie:Funktechnik]]
[[Kategorie:Modulation (Technik)]]

Chirp Spread Spectrum - Versionsgeschichte

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