Transcript Espectro Disperso

TEMA 2:
Espectro Disperso
Profesora María Elena Villapol
[email protected]
Técnicas de Modulación por Espectro
Disperso
• Las técnicas de modulación tienen como finalidad
adaptar la señal para su transmisión en el medio.
• Las técnicas usualmente estudiadas entran en una de
las siguientes clasificaciones:
– Digital – Digital (codificación)
– Analógica – Digital (digitalización)
– Digital – Analógica (modulación digital
– Analógica – Analógica (modulación analógica)
Técnicas de Modulación por Espectro
Disperso
• Las técnicas de espectro disperso no entra en ésta
categoría
• Utiliza un ancho de banda que es más grande en
magnitud que el ancho de banda requerido por la señal.
• Sin embargo, varios usuarios pueden simultáneamente
usar el mismo ancho de banda sin interferir
significativamente.
Espectro Disperso: Ventajas
• Ventajas del desperdicio del espectro:
– Inmunidad a varios ruidos y distorsión producido por el
multipath.
– Puede ser usado para encriptar/desencriptar señales.
– Varios usuarios pueden usar el mismo ancho de banda con
poca interferencia.
Modelo de un Sistema de Comunicación
Digital que usa Espectro Disperso
Data
de entrada
Data
de salida
Codificador
del Canal
Modulador
Canal
Código disperso
Generador
del Pseudo ruido
De modulador
Decodificador
del Canal
Código disperso
Generador
del Pseudo ruido
Modelo de un Sistema de Comunicación Digital que
usa Espectro Disperso
• La señal de entrada entra a un codificador.
• Este produce una señal analógica con ancho de banda angosto.
• La señal es modulada usando una secuencia de dígitos
denominado código disperso o secuencia dispersa.
• Esta señal es generada por un pseudoruido o generador de
números pseudo aleatorios.
• La señal de salida que se transmitirá tiene un mayor ancho de
banda.
• En el lado del receptor, la misma secuencia es usada para
demodular la señal.
• La señal es procesada por un decodificador de la señal para
recuperar la señal original.
Secuencias de Pseudo-Ruido
• La secuencia de seudo-ruido (PN, pseudo-noise) es una
secuencia binaria que parece ser aleatoria pero puede
ser reproducida por los receptores (determinística).
• Por lo cual se llama seudo aleatoria.
• Las características aleatorias de una secuencia PN son:
– Tienen casi igual número de 1s y 0s.
– Poca correlación entre versiones desplazadas de la secuencia.
– Poca correlación entre dos secuencias cualesquiera.
Espectro Disperso: Técnicas
• Espectro Disperso por Salto de Frecuencia
(Frequency-Hopping Spread Spectrum, FHSS).
• Espectro Disperso por Secuencia Directa (Direct
Sequence Spread Spectrum , DSSS).
Espectro Disperso por Salto de
Frecuencia(FHSS)
• La señal es difundida sobre una serie de frecuencias de
radio aparentemente aleatoria.
• Cierto número de canales son reservados para las señal
FH.
• La señal pasa de frecuencia a frecuencia en intervalos
fijos.
• El transmisor opera en un canal en un tiempo
determinado.
• Los bits son transmitidas usando un esquema de
codificación.
• En cada intervalo sucesivo, una nueva frecuencia es
seleccionada.
Espectro Disperso por Salto de
Frecuencia (FHSS)
• Las secuencias son determinadas por el código
disperso.
• El receptor captura los mensajes que viajan en la señal
saltando entre las secuencias en sincronismo con el
receptor.
Espectro Disperso por Salto de
Frecuencia (FHSS)
Espectro Disperso por Salto de
Frecuencia (FHSS): Ejemplo
 Tc es el dwell time.
 Ts es la duración de un elemento de señal. Si el número de bits
por elemento de señal es 1, entonces Ts = T = 1/ R (tiempo de
duración de un bit).
 R es la tasa de datos.
 Wd es el ancho de banda de MFSK. Donde Wd= M*fd
 M es el número de diferentes elementos de señal, es decir M =
2L = 4.
 L es el número de bits por elemento de señal, L= 2.
 k es el número de bits por símbolo MFSK, k=2.
 K es la longitud del segmento de pseudo ruido por salto, K = 2.
 2K es el número total de saltos de frecuencia, 2K = 4.
 Ws es el ancho de banda FH.
Espectro Disperso por Salto de
Frecuencia (FHSS): Ejemplo
00
Símbolo
MPSK
0
1
11
1 1 0 0
01
1 1
1
1 0
Wd
Frecuencia
Wd
Ws
Wd
Wd
T
Ts
Tc
Tiempo
10
1
1 0
00
0
0
0 0
Secuencia PN
0
1
Data binaria de entrada
Espectro Disperso por Salto de
Frecuencia (FHSS)
• FHSS puede ser clasificado como:
– Salto de frecuencia rápido.
• Tc es más grande o igual a TS.
– Salto de frecuencia lento.
• De lo contrario.
Espectro Disperso por Secuencia
Directa (DHSS)
• Cada bit en la señal original es representado por múltiples bits
en la señal transmitida, conocidos como código chipping.
• El código disperso es expandido a través de una banda de
frecuencia mas amplia.
• Por lo tanto, un código disperso de 10-bits expande la señal a
través de una banda de frecuencia que es 10 veces más
grande que un código disperso de 1 bit.
• Así, la señal se expande proporcionalmente al número de bits
usado.
• Una técnica combina la información digital con el código
disperso usando un OR-exclusivo.
– 00=001=110=111=0
Espectro Disperso por Secuencia
Directa (DHSS)
C h o rro d e b its d e P N
C h o rro d e b its tra n s m itid o s