espectro ensanchado de secuencia directa

En telecomunicaciones , el espectro ensanchado de secuencia directa ( DSSS ) es una técnica de modulación de espectro ensanchado que se utiliza principalmente para reducir la interferencia general de la señal . La modulación de secuencia directa hace que la señal transmitida tenga un ancho de banda mayor que el ancho de banda de la información. Tras la eliminación de la modulación de secuencia directa en el receptor, se restablece el ancho de banda de la información, mientras que la interferencia, tanto no intencionada como intencionada, se reduce sustancialmente. ^[¹^]

El inventor suizo Gustav Guanella propuso un «medio y método para señales secretas». ^{[ 2 ]} Con DSSS, los símbolos del mensaje se modulan mediante una secuencia de valores complejos conocida como secuencia de dispersión . Cada elemento de la secuencia de dispersión, denominado chip , tiene una duración menor que los símbolos del mensaje original. La modulación de los símbolos del mensaje codifica y dispersa la señal en el espectro, lo que resulta en un ancho de banda de la secuencia de dispersión. Cuanto menor sea la duración del chip, mayor será el ancho de banda de la señal DSSS resultante; un mayor ancho de banda multiplexado a la señal del mensaje proporciona una mejor resistencia a la interferencia de banda estrecha. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

Algunos usos prácticos y efectivos de DSSS incluyen el método de acceso múltiple por división de código (CDMA), la especificación IEEE 802.11b utilizada en redes Wi-Fi y el Sistema de Posicionamiento Global . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Método de transmisión

Las transmisiones de espectro ensanchado de secuencia directa multiplican la secuencia de símbolos transmitida por una secuencia de ensanchamiento con una tasa superior a la del mensaje original. Generalmente, se eligen secuencias de modo que el espectro resultante sea espectralmente blanco . El conocimiento de esta misma secuencia se utiliza para reconstruir los datos originales en el receptor. Esto se implementa comúnmente mediante la multiplicación elemento a elemento con la secuencia de ensanchamiento, seguida de la suma durante un período de símbolo del mensaje. Este proceso, denominado desensanchamiento , es matemáticamente una correlación entre la secuencia de ensanchamiento transmitida y la secuencia de ensanchamiento original. En un canal de ruido gaussiano blanco aditivo , la relación señal/ruido de la señal desensanchada aumenta por el factor de ensanchamiento, que es la relación entre la tasa de la secuencia de ensanchamiento y la tasa de datos.

Si bien una señal DSSS transmitida ocupa un ancho de banda mayor que el que requeriría la modulación directa de la señal original, su espectro puede restringirse mediante el filtrado convencional de la forma del pulso .

Si un transmisor no deseado transmite en el mismo canal pero con una secuencia de dispersión diferente, el proceso de desmodulación reduce la potencia de esa señal. Este efecto es la base del método de acceso múltiple por división de código (CDMA) para el acceso al medio multiusuario, que permite que varios transmisores compartan el mismo canal dentro de los límites de las propiedades de correlación cruzada de sus secuencias de dispersión.

Beneficios

Resistencia a la obstrucción no intencionada o intencionada
Compartir un único canal entre varios usuarios.
La reducción del nivel de señal/ruido de fondo dificulta la interceptación.
Determinación de la sincronización relativa entre el transmisor y el receptor.

Usos

Los sistemas de navegación por satélite GPS de Estados Unidos , Galileo europeo y GLONASS ruso ; el GLONASS anterior utilizaba DSSS con una única secuencia de dispersión junto con FDMA , mientras que el GLONASS posterior utilizaba DSSS para lograr CDMA con múltiples secuencias de dispersión.
DS-CDMA (Acceso Múltiple por División de Código de Secuencia Directa) es un esquema de acceso múltiple basado en DSSS, que distribuye las señales desde/hacia diferentes usuarios con diferentes códigos. Es el tipo de CDMA más utilizado .
Teléfonos inalámbricos que operan en las bandas de 900 MHz, 2,4 GHz y 5,8 GHz.
IEEE 802.11b Wi-Fi de 2,4 GHz y su predecesor 802.11-1999 . (Su sucesor 802.11g utiliza tanto OFDM como DSSS).
Lectura automática del contador
IEEE 802.15.4 (utilizado, por ejemplo, como capa PHY y MAC para Zigbee , o como capa física para WirelessHART )
Modelos de vehículos automotores, aeronáuticos y marinos controlados por radio
Radar de espectro ensanchado para discreción y resistencia a interferencias y suplantación de identidad.

Véase también

Referencias

^ ^a ^b Torrieri, Don (2018). Principios de los sistemas de comunicación de espectro ensanchado, 4.ª ed .
^ "Espacenet - Datos bibliográficos" . worldwide.espacenet.com . Consultado el 2 de diciembre de 2020 .
^ Stuber, Gordon L. (2017). Principios de comunicación móvil, 4.ª ed .
^ Rappaport, Theodore (2002). Principios y práctica de las comunicaciones inalámbricas, 2.ª ed .
^ Pratep, Misra; Enge, Per (2012). Sistema de Posicionamiento Global: Señales, Mediciones y Rendimiento, 2.ª ed. revisada .