読み方：ちょくせつかくさんほうしき

直接拡散方式【DSSS】Direct Sequence Spread Spectrum

概要

直接拡散方式とは、スペクトラム拡散の一方式で、送信したい信号にPN符号と呼ばれる高速でランダムな信号を合成し、広い周波数帯域に直接拡散して送信する方式。受信側では同じPN符号を用いた逆拡散により元の信号を復元する。

送信側では、伝送したいデジタル信号に対して、それよりも何十倍も高い周波数で0と1が切り替わるPN符号（疑似ノイズ）を乗算する。この処理により信号エネルギーは広帯域に分散され、第三者には単なる雑音にしか見えない状態になる。

受信側では、送信時と同じPN符号を用いて逆拡散の演算を行うことで、分散していた電波を元の信号へと正しく復元することができる。通信経路の途中で他の電波による干渉や雑音が混入しても、逆拡散の過程でこれらの不要な信号は広帯域に分散されて弱められるため、混信や妨害に強い特性を持つ。

PN符号は通信主体ごとに異なる符号を割り当てることが可能であり、複数の利用者が同一の周波数帯域を完全に共有しながら、互いに干渉せずに同時通信を行うことができる。この仕組みは「符号分割多元接続」（CDMA：Code Division Multiple Access）と呼ばれ、主にW-CDMAやCDMA2000などの第3世代携帯電話（3G）で採用された。各利用者の信号は重なって送信されるが、受信側は対応する符号によって自分宛ての信号のみを取り出すことができる。

直接拡散方式は、搬送波の周波数を短時間で切り替える「周波数ホッピング方式」（FHSS：Frequency-Hopping Spectrum Spread）と並ぶ代表的なスペクトラム拡散方式である。周波数ホッピング方式が使用周波数を次々に変化させるのに対し、直接拡散方式は信号強度を常に低いレベルに保ったまま単一の広帯域信号として送信を行う。このため、外部からの傍受が難しく、通信の秘匿性や妨害電波への耐性に優れた方式とされている。

実用例としては、初期の無線LAN規格である「IEEE 802.11b」、CDMA方式を採用した移動体通信システム、近距離無線通信方式の「ZigBee」、衛星測位システムの「GPS」（Global Positioning System）などがある。GPSでは各衛星が異なるPN符号を用いて信号を送信しており、受信機は符号によって衛星を識別しながら位置計算を行っている。