Modulacion Por Espectro Ensanchado

LA MODULACIÓN DE ESPECTRO ENSANCHADO

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.

• 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.

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 posible tener varios usuarios cursando comunicaciones independientes en el mismo canal.

• Privacidad de comunicaciones.

Existen varias técnicas de modulación de espectro ensanchado, las que se diferencian en el modo de ensanchamiento del espectro y el tipo de modulación que emplean, entre ellas tenemos:

• Secuencia directa (direct sequence-DS).- En esta modulación la fase de una señal portadora es variada de acuerdo a una señal seudo aleatoria resultado de la multiplicación de la señal de datos a transmitir x(t) con una señal denominada código PN, g(t).

• Saltos de frecuencia (frecuency hopping -FH)- Es este modo la señal resultante es una portadora que da saltos de frecuencia, cuya frecuencia instantánea varía en conformidad con una señal obtenida de la multiplicación de la señal de datos x(t) y una seudo aleatoria (código PN). En una aplicación típica de FH, se emplea una modulación MFSK.

• Saltos de tiempo (time Hopping -TH)- En esta técnica a cada pulso de información x(t) se le asigna un intervalo de tiempo dentro del intervalo de operación denominado hopping intervalo. El proceso de selección de la ubicación del pulso de información corresponde a una modulación de posición de pulso PPM.- Pulsos FM (Pulse-FM o chip) - En este tipo de modulación la frecuencia instantánea de cada pulso es una función lineal del tiempo, usualmente es utilizada en aplicaciones de radar.

Para mostrar las ventajas de la modulación de espectro ensanchado frente a interferencias, vamos a 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.

En la figura 1 podemos ver la densidad espectral de potencia de la señal a transmitir ocupando un ancho de banda W, y la densidad espectral de potencia del ruido blanco No ocupando un ancho de banda infinito.

Figura 1

Después del proceso de ensanchado la densidad

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