Espectro ensanchado de secuencia directa

En telecomunicaciones , la modulación de espectro ensanchado por 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. Después de la desdispersión o eliminación de la modulación de secuencia directa en el receptor, se restaura el ancho de banda de la información, mientras que la interferencia intencional y no intencional se reduce sustancialmente. ^[1]

El inventor suizo Gustav Guanella propuso un "método y medio para señales secretas". ^[2] Con DSSS, los símbolos del mensaje se modulan mediante una secuencia de valores complejos conocida como secuencia de propagación . Cada elemento de la secuencia de propagación, un denominado chip , tiene una duración más corta que los símbolos del mensaje original. La modulación de los símbolos del mensaje codifica y propaga la señal en el espectro, y por lo tanto da como resultado un ancho de banda de la secuencia de propagación. 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 da como resultado una mejor resistencia contra la interferencia de banda estrecha. ^{[1] [3]}

Algunos usos prácticos y efectivos del 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]}

Las transmisiones de espectro ensanchado por secuencia directa multiplican la secuencia de símbolos que se transmite con una secuencia de ensanchamiento que tiene una tasa más alta que la tasa del mensaje original. Por lo general, las secuencias se eligen de manera que el espectro resultante sea espectralmente blanco . El conocimiento de la misma secuencia se utiliza para reconstruir los datos originales en el extremo receptor. Esto se implementa comúnmente mediante la multiplicación elemento por elemento con la secuencia de ensanchamiento, seguida de la suma durante un período de símbolo de mensaje. Este proceso, despreading , es matemáticamente una correlación de la secuencia de ensanchamiento transmitida con la secuencia de ensanchamiento. En un canal AWGN, la relación señal-ruido de la señal despreaded se incrementa 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 más amplio que el que requeriría la modulación directa de la señal original, su espectro puede restringirse mediante el filtrado de forma de pulso convencional .

Si un transmisor no deseado transmite en el mismo canal pero con una secuencia de propagación diferente, el proceso de desdifusión reduce la potencia de esa señal. Este efecto es la base del método de acceso múltiple por división de código (CDMA) de 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 propagación.

• Resistencia a atascos no intencionados o intencionados
• Compartir un único canal entre varios usuarios
• El nivel reducido de señal/ruido de fondo dificulta la interceptación
• Determinación de la sincronización relativa entre el transmisor y el receptor

• Los sistemas de navegación por satélite GPS de los Estados Unidos , Galileo de Europa y GLONASS de Rusia ; el GLONASS anterior utilizaba DSSS con una única secuencia de expansión junto con FDMA , mientras que el GLONASS posterior utilizaba DSSS para lograr CDMA con múltiples secuencias de expansión.
• DS-CDMA (Direct-Sequence Code Division Multiple Access) 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 funcionan en las bandas de 900 MHz, 2,4 GHz y 5,8 GHz
• IEEE 802.11b 2.4 GHz Wi-Fi y su predecesor 802.11-1999 (su sucesor 802.11g utiliza OFDM y DSSS)
• Lectura automática de contadores
• IEEE 802.15.4 (utilizado, por ejemplo, como capa PHY y MAC para Zigbee , o como capa física para WirelessHART )
• Modelos radiocontrolados de vehículos automotrices, aeronáuticos y marinos
• Radar de espectro ensanchado para mayor encubrimiento y resistencia a interferencias y suplantación de identidad

• Clave de código complementario
• Espectro ensanchado por salto de frecuencia
• Registro de desplazamiento con retroalimentación lineal
• Multiplexación por división de frecuencia ortogonal

• Los orígenes de las comunicaciones de espectro ensanchado
•  Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022.
• Manual de la NTIA sobre normas y procedimientos para la gestión de radiofrecuencias a nivel federal

• Historia del espectro ensanchado civil