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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

UNEFA

NÚCLEO SUCRE  – SEDE CUMANÁ

ESPECTROENSANCHADO

Catedra: Comunicación II

Carrera: Ing. Telecomunicaciones

Cumaná, enero de 2013

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Espectro ensanchado

El espectro ensanchado (también llamado espectro esparcido, espectro disperso,

spread spectrum o SS) es una técnica de modulación empleada en

telecomunicaciones para la transmisión de datos digitales y por radiofrecuencia.

El fundamento básico es el "ensanchamiento" de la señal a transmitir a lo largo de

una banda muy ancha de frecuencias, mucho más amplia, de hecho, que el ancho

de banda mínimo requerido para transmitir la información que se quiere enviar. No

se puede decir que las comunicaciones mediante espectro ensanchado son

medios eficientes de utilización del ancho de banda. Sin embargo, rinden al

máximo cuando se los combina con sistemas existentes que hacen uso de la

frecuencia. La señal de espectro ensanchado, una vez ensanchada puede

coexistir con señales en banda estrecha, ya que sólo les aportan un pequeño

incremento en el ruido. En lo que se refiere al receptor de espectro ensanchado, él

no ve las señales de banda estrecha, ya que está escuchando un ancho de banda

mucho más amplio gracias a una secuencia de código preestablecido.

La mayoría de los estudios y desarrollo de sistemas de comunicación digital, se

han realizado tratando de emplear el ancho de banda del canal de comunicación

disponible en forma óptima y con la menor potencia posible, teniendo en

consideración la exigencia de calidad para un determinado servicio. Sin embargo

otras consideraciones de calidad de comunicación como la inmunidad frente a

interferencias o confidencialidad de las comunicaciones han sido menos

consideradas. En la actualidad estos dos últimos aspectos han cobrado mucha

importancia, los cuales pueden ser alcanzados por medio de la técnica conocida

como "Spread Spectrum Modulation" (modulación de espectro ensanchado).

La mayor ventaja de la modulación de espectro ensanchado es la alta inmunidad

obtenida frente a interferencias casuales (usuarios que emplean en mismo canal)

o frente a interferencias intencionales por parte de alguien que desea bloquear 

intencionadamente una comunicación en curso. Las principales características de

esta técnica son las siguientes:

• La modulación de espectro ensanchado ocupa un ancho de banda mucho

mayor que el mínimo requerido para que los datos sean transmitidos.

• El ensanchamiento de la señal transmitida se consigue con la suma binaria

de esta, con otra señal seudoaleatoria (código de Gold ) que es independiente de

la señal a transmitir.

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• La recepción se realiza mediante el proceso de desensanche, el cual

consiste en la suma binaria de la señal recibida con una señal local que es la

réplica de la señal (código PN ) empleada en la transmisión.

Tipos de sistemas de espectro ensanchado

 A continuación figuran las definiciones de distintos tipos de técnicas/estructura de

señal de espectro ensanchado:

  Espectro ensanchado por secuencia directa (DS): 

Técnica de estructuración de la señal que utiliza una frecuencia digital de

código con una velocidad de datos codificados 1/ T muy superior a la

velocidad sin binaria de la señal de información 1/ T . Cada bit de

información de la señal digital se transmite como unas secuenciaseudoaleatoria de datos codificados, que produce un espectro semejante a

ruido ancho con una anchura de banda (distancia entre primeros nulos) de

2 B = 2/ T . El receptor correlaciona la señal des si n i n entrada RF

con un a copia local de la secuencia ensanchadora para restituir la

información de datos de banda estrecha a una velocidad 1/T.s

  Espectro ensanchado por saltos de frecuencia (FH): 

Técnica de estructuración de la señal que emplea una conmutación

automática de la frecuencia transmitida. La selección de la frecuencia que

se ha de transmitirse realiza generalmente de forma seudoaleatoria a partir 

de un juego de frecuencias que cubre una banda más ancha que la anchura

de banda de información. El receptor correspondiente realizará un salto de

frecuencia en sincronismo con el código del transmisor para recuperar la

información deseada.

  Espectro ensanchado híbrido (FH/DS):

Combinación de las dos técnicas de espectro ensanchado por salto defrecuencia y de espectro ensanchado por secuencia directa.

  Velocidad de datos codificados: 

Velocidad a la cual los bits sucesivos de la secuencia ensanchadora se

aplican a la información de la señal. Existen otros dos tipos de modulación

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de espectro ensanchado. El primero utiliza la modulación por impulsos de

frecuencia («chirped modulation») donde una portadora barre toda una

banda de frecuencias. Los sistemas de radar, en particular, pueden tener 

una velocidad de barrido que sea una función lineal de tiempo. El otro

segundo tipo de espectro ensanchado emplea una portadora no sinusoidal

para conseguir una ganancia de tratamiento adicional. En la información

que se incluye a continuación no se examina en detalle los tipos de

espectro ensanchado híbrido o de modulación por impulsos de frecuencia.

Ventajas y desventajas de los sistemas de espectro ensanchado

El espectro ensanchado tiene muchas propiedades únicas y diferentes que no se

pueden encontrar en ninguna otra técnica de modulación. Para mostrar las

ventajas de la modulación de espectro ensanchado frente a interferencias, vamosa considerar, como G(f) la densidad espectral de potencia de la señal a transmitir 

antes del proceso de ensanche y Gss(f) después de este. Para verlo mejor, se

listan debajo algunas ventajas y desventajas que existen en los sistemas típicos

de espectro ensanchado:

Ventajas:

Las ventajas más importantes de los sistemas de modulación de espectro

ensanchado son:

• Baja probabilidad de ser interceptada (LPI) debido al ensanchamiento del

espectro, hace dificultosa la captación de las señales transmitidas por parte de un

receptor ajeno a la comunicación.

• Alta inmunidad frente a interferencia intencionada.

• Alta inmunidad frente a interferencia de señales multitrayecto y uso de un

mismo canal por dos o más usuarios.

• Posibilidad de acceso múltiple aleatorio (CDMA), con lo cual es posibletener varios usuarios cursando comunicaciones independientes en el mismo canal.

• Privacidad de comunicaciones.

Resiste todo tipo de interferencias, tanto las no intencionadas como las

malintencionadas (más conocidas con el nombre de jamming), siendo más

efectivo con las de banda estrecha.

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Tiene la habilidad de eliminar o aliviar el efecto de las interferencias

multitrayecto.

Se puede compartir la misma banda de frecuencia con otros usuarios.

Confidencialidad de la información transmitida gracias a los códigos

pseudoaleatorios (multiplexación por división de código).

Desventajas:

Ineficiencia del ancho de banda.

La implementación de los circuitos es en algunos casos muy compleja.