Hola.
Cuando se diseña un sistema de comunicaciones en HF, uno de las decisiones más críticas es la velocidad de modulación [ baudrate ], ya que es necesario establecer un compromiso entre los diversos parámetros, que va a determinar el comportamiento del sistema.
Las velocidades bajas funcionan con umbrales S/N bajos, pero son muy sensibles a las perturbaciones del canal que generan una fuerte inestabilidad en la fase de la señal. Si aumentamos la velocidad de modulación, se disminuyen estas perturbaciones pero también aumenta el ruido, por lo que sera necesaria más potencia para obtener un enlace en buenas condiciones.
El espectro ensanchado viene a ayudar a superar estos inconvenientes, permitiendo obtener relaciones S/N del estilo de las bajas velocidades de modulación con la robustez de las velocidades altas.
El espectro ensanchado [SS, Spread Spectrum] es un grupo de técnicas de modulación en las que se transmite una señal usando un ancho de banda bastante mayor del que sería necesario si se transmitiese la señal básica. Esto permite, además de mejorar el sistema, conseguir que sea más difícil de detectar y/o interferir, lo que hace que estas técnicas sean usadas mayormente en el campo militar.
Y no es necesario usar anchos de banda demasiado grandes. Se puede tener un SS en un ancho de banda típico de 3 Khz. Lo cierto es que hay sistemas de comunicaciones que lo usan de esta forma.
Los sistemas más usados son el salto de frecuencia [ FHSS, Frequency hopping spread spectrum] y el espectro ensanchado por secuencia directa [ DSSS, Direct sequence spread spectrum].
En el caso del FHSS, la portadora va saltando de frecuencia en frecuencia siguiendo un patrón preestablecido y a una velocidad de salto adecuada al medio de transmisión. Dependiendo del uso del sistema, estas secuencias pueden ser extremadamente largas o cortas y preprogramadas. Y el sincronismo entre transmisor y receptor es critico.
En estos casos, hay dos tipos de FHSS: rápido y lento.
En el modo rápido, el salto es mas rápido que la duración de un bit por lo que se necesitan n saltos para transmitir cada bit de información.
En el modo lento, el salto permite empaquetar varios bits antes de cambiar de frecuencia.
En HF lo mas normal es encontrar el modo lento con velocidades de salto no mayores de unos 25 sps y modulaciones FSK,MFSK y PSK.
En la DSSS, la señal básica se mezcla con una secuencia ( PN) de más alta velocidad (código, chip, etc) que expande el espectro y se transmite usando el ancho de banda correspondiente a la frecuencias de los chips con un perfil de potencia bastante más bajo.
La relación entre la velocidad de la señal básica y la velocidad de los chips es lo que se conoce como factor de ensanchamiento ( Spreading Factor) y puede ser de cantidades bajas como 8 o 10 hasta cantidades de miles.
La secuencia PN es una secuencia de bits que tiene que cumplir una serie de normas peculiares, como ser aleatoria sin presentar patrones recurrentes, tener muy baja autocorrelación, etc. Hay secuencias tan cortas como 64 bits y secuencias de miles y miles..
Durante la recepción, una vez sincronizada la secuencia PN, se recupera la señal original con la ventaja de que las posibles interferencias de banda estrecha pasan a ser “moduladas” disminuyendo drásticamente su energía espectral. En este modo, se suelen usar correlaciones cruzadas para determinar el sincronismo de los chips por lo que la sincronización entre transmisor y receptor no es un parámetro critico.
En ambos tipos de SS es posible usar más de un enlace en la misma banda, claro que esto tiene un limite dependiendo de las características del sistema. Eso si, las secuencias de salto o los chips PN deben ser diferentes para que todo funciones.
Espectro/Espectrograma de un hopper real.
Espectro/Espectrograma de lo que suponemos es un DSSS, Tiene un ancho de banda de 58 Khz y una velocidad de modulación de 48000 sps.
MAS INFO:
https://www.ni.com/es-es/innovations/wh ... tions.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_ensanchado
https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_ ... frecuencia
https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_ ... ia_directa
http://www.grupoampere.com/comunicaciones-dsss-fhss
PD.: Algún día, si me animo, prepararé un tutorial de cómo analizar este tipo de señales. Ya veremos.
Breve ( y muy básica) intro al espectro ensanchado
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ANgazu
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Breve ( y muy básica) intro al espectro ensanchado
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