Im Folgenden betrachten wir die PN–Modulation im äquivalenten Tiefpassbereich. Charakteristisch für diese Modulationsart ist die Multiplikation des bipolaren und rechteckförmigen Digitalsignals q(t) mit einer pseudozufälligen ±1–Spreizfolgec(t):
Die Dauer Tc eines Spreizchips ist um den ganzzahligen SpreizfaktorJ kleiner ist als die Dauer T eines Quellensymbols, so dass das Sendesignalspektrum
etwa um diesen Faktor J breiter ist als die Spektralfunktion Q(f) des Quellensignals. Deshalb bezeichnet man dieses Verfahren auch als PN–Bandspreizung, wobei „PN” für Pseudo–Noise steht. Im Englischen ist die Bezeichnung Direct Sequence Spread Spectrum, abgekürzt DS–SS, üblich.
In vorherigen Kapiteln war stets ein wesentliches Ziel der Modulation, möglichst bandbreiteneffizient zu sein. Hier versucht man im Gegensatz dazu, das Signal auf eine möglichst große Bandbreite zu spreizen.
Merke: Die Bandbreitenerweiterung um J ist notwendig, um mehreren Teilnehmern die gleichzeitige Nutzung des gleichen Frequenzbandes zu ermöglichen. Im Idealfall können 2J geeignete Spreizfolgen gefunden und somit ein CDMA–System für 2J gleichzeitige Nutzer realisiert werden.
Desweiteren bieten Bandspreizverfahren noch folgende Vorteile:
Man kann ein zusätzliches niederratiges DS–SS–Signal über ein ansonsten von FDMA–Kanälen höherer Datenrate genutztes Frequenzband übertragen, ohne die Hauptanwendungen signifikant zu stören. Das bandgespreizte Signal verschwindet quasi unter dem Rauschpegel dieser Signale.
Gezielte schmalbandige Störer („Sinusstörer”) lassen sich mit dieser Technik gut bekämpfen. Dieser militärische Gesichtspunkt war auch ausschlaggebend dafür, dass Bandspreizverfahren überhaupt erfunden und weiterentwickelt wurden.
Weiter bietet die Bandspreiztechnik allgemein, insbesondere aber Frequency Hopping (schnelle diskrete Veränderung der Trägerfrequenz über einen großen Bereich) und die Chirp–Modulation (kontinuierliches Verändern der Trägerfrequenz während eines Bitintervalls) auch die Möglichkeit, besser über frequenzselektive Kanäle übertragen zu können.
Ein Nachteil der PN–Modulation ist, dass es bei ungünstigen Bedingungen zwischen den Teilnehmern zu Interferenzen kommen kann, die im Modell durch die Störgröße i(t) berücksichtigt sind. Für den Rest von Kapitel 5.2 und im Kapitel 5.3 wird aber nur ein einziger Sender betrachtet, so dass vorerst das Interferenzsignal i(t) = 0 gesetzt werden kann.
