Espectro ensanchado por secuencia directa

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J.Luis
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Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por J.Luis »

Secuencia Directa.jpg
ESPECTRO ENSANCHADO POR SECUENCIA DIRECTA CDMA

*Portador central DSS ,no potardor ,ni potador .Coñe!!cuantas más correcciones peor escribo :shock:

1) Comprobamos el enorme ancho de banda de una transmisión DSSS

2)La mayor parte del ancho de banda esta por debajo del ruido de fondo (+ abajo de santiago 0)

3)Los santiagos negativos no existen,mas nos vienen bien para entender mejor el funcionamiento de estos sistemas
de comunicación.

4)Vemos como DSSS no interfiere en absoluta una transmisión de banda estrecha modulada en amplitud,de igual forma
la señal de banda estrecha no interfiere para nada a nuestro DSSS

5) El caso de una comunicación AM en CB,cuyo transmisor radie con potencia de 1 W ,será visto por un receptor sintonizado a la misma
frecuencia y a una distancia de 2 Km entre antenas, como una señal de S -9+40.Toda la potencia del transmisor se radia en un ancho menor
de 10 Khz.
Una transmisión DSSS radiará la potencia de 1 W en un ancho de banda de 20 Mhz,por tanto la cantidad de potencia radiada en un canal de 10
KHz sera:

1 W=1000 milivatio
1 MHz=100 canales de 10 KHz
20 MHz X 100 canales =2000 canales
1000 mW /2000=0.5 mW por canal de 10 KHz

A distancia de 10 Km del transmisor la señal de 0.5 mW prácticamente no llegaría,incluso con antenas en visión directa .
La perdida de potencia en la transición antena espacio es aprox 30 dB para 27 MHz y aumenta en 6 dB cada vez que doblamos la distancia

6 para 2 Km
12 pra 4 Km
18 para 8 Km

30 dB perdida de espacio +18 dB perdida por distancia =-48 dB

0.5 mW=-3dBm+48 dB de perdida =-51 dBm=0,0000079432823472 mW

Esto significa que su receptor de banda estrecha situado a una distancia de 10 Km de un transmisor DSSS no percibiría nada

La potencia en las transmisiones de espectro ensanchado se denomina densidad espectral =P en Vatios /Ancho de banda en MHz.

Staaamos trabahandooo en elllouu (acento Tex-mex please )
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Última edición por J.Luis el 30 Nov 2014 04:03, editado 13 veces en total.
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Megahercio
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por Megahercio »

A que me recuerda esa frase...? :D :D :D

Espero impaciente el análisis y la explicación.
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J.Luis
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por J.Luis »

PROPIEDADES DE LA SECUENCIA DIRECTA

Muy baja probabilidad de intercepción (LPI)

La transmisión va en su mayor parte por debajo del umbral de ruido de los receptores,a
cierta distancia del transmisor un receptor no autorizado no vera la señal.

Baja posibilidad de interferir la transmisión (Jamming)

No sabemos que existe ,luego no sabemos en que frecuencia está,tampoco sabemos su ancho
de banda

Muy difícil de desencryptar

No conocemos de su existencia,no sabemos en que frecuencia trabaja ,ni cual es su ancho
de banda.En el caso que conozcamos todos los parámetros anteriores ,podemos quizás
interferirla con un inhibídor diseñado para este propósito,mas para decodificarla
necesitaremos conocer el código pseudoaleatorio que la ensanchó,para así desensancharla
en nuestro receptor.
La desencryptación será conseguida ,cuando ademas de todo lo anterior,consigamos romper
el algoritmo de encryptación usado para codificar la información.

Tras lo arriba expuesto vemos que la DSSS nació para usos principalmente militares.


Imagino ustedes se plantearan preguntas tales como:

Con tampoca potencia radiada alcanzara mas lejos que una escopeta de feria?

Pues si...

Allá por los 50 del pasado siglo Claude Shannon escribió su tesis denominada:"comunicaciones
entre el ruido".

Esa tesis dice ,entre otras muchas cosas: Una señal ensanchada en el espectro,tendrá una
ganancia a la hora de ser desensanchada en el receptor.A esta ganancia la llamó ganancia de
proceso y la definió matemáticamente así.


Ganancia de proceso= 10*log(Ancho de banda en Hz/tasa de información en Bits)= dB

Una transmisión de voz digital puede efectuarse en condiciones muy aceptables de
intelegibilidad enviando una ratio de 31.2Kbits/seg.



Gp =10*log(20000000/31200)=28 dB

Una explicación de andar por casa para esta ganancia de proceso es como si a un transmisor
con 1 W =30dBm,le pusiéramos un amplificador que ganara 28 dB..

30dBm+28dBm=58dBm=631 W

La voz humana puede ser transmitida incluso con tasa de bits bastante inferior a 31 Kbits,
por tanto la ganancia de proceso puede ser aún mayor.

Seguimos trabahanndoou en ellooouuu
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J.Luis
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por J.Luis »

Teoría de la comunicación para señales encriptadas y espectro espandido (Shannon 1949) y Scholtz 1982

Si usted quiere continuar con una explicación que todos podamos entender,acerca de CDMA ,secuencias PN ,ganancia
de codificación ,corrección de errores.....,estaremos encantados de leer sus aportaciones.
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ANgazu
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por ANgazu »

Hola.

Yo lo que no tengo claro es el espectro ensanchado no tan ensanchado. Me refiero a un par de señales que tengo con spread 8 y 16. No tengo claro cuanto ensanche supone eso, aunque el espectro de la señal es claramente visible y el fabricante del trasto dice que es espectro ensanchado.


Saludos.
ANgazu.
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J.Luis
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por J.Luis »

Hola Angazu.
Podrías contarnos algo mas acerca de esas señales?
No se lo que son Spread 8 y 16.Puedes subir foto?

Exagero bastante las cosas al explicarlas ,con la intención de hacerlas mas comprensibles

Imagina que montas un transmisor de banda estrecha con una potencia de 20 mW ,el alcance de ese transmisor sera poca .De
echo ni la misma "teleco" pondría objeciones a que operaras con el en cualquier frecuencia,siempre que no usaras una antena con
excesiva ganancia.

*No soy experto en legislación de telecomunicaciones,mas tengo entendido ,potencias menores de 100 mW son libres.

Si esa potencia de 20 mW la dispersamos en un ancho de 20 MHz ,dicha transmisión será invisible para cualquier receptor ,sea
este de banda ancha o estrecha a poco que nos alejemos de la fuente emisora.Podemos asumir que en el peor de los casos lo
único que captara el receptor sera un levìsimo aumento del ruido de fondo.
Las secuencia de ensanchamiento parecen simple ruido gaussiano,de facto son ruido gaussiano pseudoaleatorio.

Pongamos el caso de un receptor a 20 ó 30 Km de la fuente radiante de 20 mW...

20 mW=13 dBm
Perdidas de espacio libre para 1000 MHz y a 1 km son de 100 dB aprox,esta perdida se incrementa 6 dB cada vez que doblamos la distancia
2 Km -6
4 Km-12
8 km -18
16 Km-24
32 Km 30

100 dB de espacio +30 dB de distancia =130 dB de perdida +13 de ganancia del transmisor=-117 dB
Esto seria asì para un receptor de banda ancha que no conociera el código de ensanchamiento

El caso de un receptor de banda estrecha serìa

20 mW/ 20MHz =1 mW por megahercio de densidad espectral ,y como el receptor recibe un ancho de solo 10 KHz ,la densidad espectral sera:

1mw/100 Canales=10 uW

10 uW=-30 dBm+100 de espacio+30 de distancia=-160 dB muy por debajo del fondo mínimo de ruido AWG

Veamos el caso de un receptor de banda ancha que conoce el PN que ensanchó la transmisión...

Con una tasa de transferencia de 7 Kbit la ganancia de proceso es de 35 dB para la señal desensanchada

13 TRX+35 G.p-100 espacio y -30 distancia=130-48=-82 dB esto si lo puede captar un receptor

La transmisión resulta invisible para todo receptor que no conozca la secuencia PN de ensanchamiento.Si reducimos la tasa de
transferencia a ...pongamos 16 bits (velocidad + que aceptable para un modo Teclado-teclado),podemos reducir dramáticamente
la potencia radiada ya que la ganancia de proceso habrá aumentado enormemente.

Si queremos enviar mucha información a través de poco ancho de banda ,tendremos que meter potencia.Seguirá siendo Espectro
disperso ,pero lo verán hasta las radios de galena
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ANgazu
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por ANgazu »

Hola.

Lo del spread se refiere al spreading factor, similar a lo que se usa en CDMA.
Lo que no entiendo es cuanto anancha el espectro y como afecta a la modulacion en funcion del factor de spread.
Luego busco las señales y subo el espectro y espectrograma.

Saludos.
ANgazu.
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por ANgazu »

Hola.

En el primer grafico se ve el espectrograma de las señales normales y las spread. El ancho de banda ocupado es el mismo.
spread 1.jpg
Al calcular las velocidades, en los normales se obtiene la linea de velocidad en 1800 b, que es lo correcto.
En los spread, se obtienen 8 lineas, multiplos de la velocidad correcta que es de 225 b.
spread 2.jpg
El asunto es saber si a partir de esas lineas podemos determinar que es el spread 8 o pudiera ser el 16 o no tienen nada que ver.


Saludos.
ANgazu.
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Re: Espectro ensanchado por secuencia directa

Mensaje por J.Luis »

Visto el Post ,Angazu.
No entiendo como funcionan esos dichosos Spread,por tanto nada puedo aportar.

Estoy buscando algún tutorial acerca de ellos ,pero no encontré nada aún

Yo de analizar señales y manejo de computación;" lo justo para pasar el día" ;)


Editado 3-10-2014 a las 00:03 AM.

El Waterfall nos muestra ancho de banda versus tiempo.Quizás si viéramos esas señales en espectro( frecuencia versus amplitud) ,
pudiera aportarnos algo de información adicional
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