Modulación de espectro extendido

Se emplea una clase colectiva de técnicas de señalización antes de transmitir una señal para proporcionar una comunicación segura, conocida como Spread Spectrum Modulation. La principal ventaja de la técnica de comunicación de espectro ensanchado es evitar la "interferencia", ya sea intencionada o no.

Las señales moduladas con estas técnicas son difíciles de interferir y no se pueden interferir. Un intruso sin acceso oficial nunca puede descifrarlos. Por tanto, estas técnicas se utilizan con fines militares. Estas señales de espectro extendido se transmiten a baja densidad de potencia y tienen una amplia dispersión de señales.

Secuencia de pseudo-ruido

Una secuencia codificada de 1s y 0s con ciertas propiedades de autocorrelación, llamadas como Pseudo-Noise coding sequencese utiliza en técnicas de espectro ensanchado. Es una secuencia de longitud máxima, que es un tipo de código cíclico.

Señales de banda estrecha y de espectro ensanchado

Tanto las señales de banda estrecha como las de espectro ensanchado se pueden entender fácilmente observando su espectro de frecuencia como se muestra en las siguientes figuras.

Señales de banda estrecha

Las señales de banda estrecha tienen la fuerza de la señal concentrada como se muestra en la siguiente figura del espectro de frecuencias.

A continuación se muestran algunas de sus características:

  • La banda de señales ocupa un rango estrecho de frecuencias.
  • La densidad de potencia es alta.
  • La propagación de energía es baja y concentrada.

Aunque las funciones son buenas, estas señales son propensas a sufrir interferencias.

Señales de espectro extendido

Las señales de espectro ensanchado tienen la intensidad de la señal distribuida como se muestra en la siguiente figura del espectro de frecuencias.

A continuación se muestran algunas de sus características:

  • La banda de señales ocupa una amplia gama de frecuencias.
  • La densidad de potencia es muy baja.
  • La energía está muy extendida.

Con estas características, las señales de espectro ensanchado son altamente resistentes a interferencias o interferencias. Dado que varios usuarios pueden compartir el mismo ancho de banda de espectro ensanchado sin interferir entre sí, estos pueden denominarse comomultiple access techniques.

FHSS y DSSS / CDMA

Las técnicas de acceso múltiple de espectro ensanchado utilizan señales que tienen un ancho de banda de transmisión de una magnitud mayor que el ancho de banda de RF mínimo requerido.

Son de dos tipos.

  • Espectro ensanchado con salto de frecuencia (FHSS)
  • Espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS)

Espectro ensanchado con salto de frecuencia (FHSS)

Esta es la técnica de salto de frecuencia, en la que se hace que los usuarios cambien las frecuencias de uso, de una a otra en un intervalo de tiempo específico, por lo que se llama frequency hopping. Por ejemplo, se asignó una frecuencia al remitente 1 durante un período de tiempo determinado. Ahora, después de un tiempo, el remitente 1 salta a la otra frecuencia y el remitente 2 usa la primera frecuencia, que fue utilizada previamente por el remitente 1. Esto se llama comofrequency reuse.

Las frecuencias de los datos se saltan de una a otra para proporcionar una transmisión segura. La cantidad de tiempo invertida en cada salto de frecuencia se denominaDwell time.

Espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS)

Siempre que un usuario quiera enviar datos utilizando esta técnica DSSS, todos y cada uno de los bits de los datos del usuario se multiplican por un código secreto, llamado como chipping code. Este código de chip no es más que el código de expansión que se multiplica con el mensaje original y se transmite. El receptor usa el mismo código para recuperar el mensaje original.

Comparación entre FHSS y DSSS / CDMA

Ambas técnicas de espectro ensanchado son populares por sus características. Para tener una comprensión clara, echemos un vistazo a sus comparaciones.

FHSS DSSS / CDMA
Se utilizan múltiples frecuencias Se utiliza una sola frecuencia
Es difícil encontrar la frecuencia del usuario en cualquier momento La frecuencia del usuario, una vez asignada, es siempre la misma
Se permite la reutilización de frecuencia No se permite la reutilización de frecuencias
El remitente no necesita esperar El remitente tiene que esperar si el espectro está ocupado
La potencia de la señal es alta La potencia de la señal es baja
Más fuerte y penetra a través de los obstáculos. Es más débil en comparación con FHSS
Nunca se ve afectado por interferencias Puede verse afectado por interferencias
Es más barato Es caro
Esta es la técnica comúnmente utilizada Esta técnica no se utiliza con frecuencia.

Ventajas de Spread Spectrum

Las siguientes son las ventajas del espectro ensanchado:

  • Eliminación de interferencias
  • Mejor salida con integridad de datos
  • Efecto reducido del desvanecimiento por trayectos múltiples
  • Mejor seguridad
  • Reducción de ruido
  • Coexistencia con otros sistemas
  • Distancias operativas más largas
  • Difícil de detectar
  • No es fácil de demodular / decodificar
  • Difícil de bloquear las señales

Aunque las técnicas de espectro ensanchado se diseñaron originalmente para usos militares, ahora se utilizan ampliamente con fines comerciales.