Espectro ensanchado de secuencia directa Espectro ensanchado de secuencia directa Espectro ensanchado de secuencia directa Espectro ensanchado de secuencia directa Espectro ensanchado de secuencia directa Espectro ensanchado de secuencia directa Modulación de secuencia directa Este es un método para generar una señal de radio de banda ancha , en el que la secuencia de bits original se convierte en una secuencia pseudoaleatoria utilizada para la modulación de la portadora [1] . Se utiliza en redes IEEE 802.11 y CDMA para expandir intencionalmente el espectro de señales transmitidas.
El método de secuencia directa (DSSS) se puede representar en el caso más simple de la siguiente manera. Cada bit de información transmitido se representa como una secuencia de un cierto número de símbolos de código. Esto se implementa mediante la adición de módulo 2 de la secuencia de bits original con la secuencia de difusión de código [2] . Un bit de la secuencia de código se llama chip. En el estándar IEEE 802.11 se utiliza como secuencia de código un código Barker de 11 elementos , al que se le suma módulo 2 con cada bit de información [3] . Como resultado, el espectro de la señal se expande 11 veces. Tras la recepción, la secuencia de chips recibida se decodifica mediante la adición de módulo 2 de la secuencia de chips recibida con la misma secuencia de código. Otro par de receptor-transmisor puede usar una secuencia de código diferente.
El primer resultado obvio de aplicar este método es la protección de la información transmitida contra escuchas (un receptor DSSS "extranjero" usa una secuencia de código diferente y no podrá decodificar información que no sea de su transmisor). Al mismo tiempo, cuando se usa una secuencia de código diferente en el receptor, la relación entre el nivel de la señal transmitida y el nivel de ruido (es decir, interferencia aleatoria o intencional) se reduce considerablemente a la salida del filtro de paso de banda, de modo que la señal transmitida en la salida del filtro es, por así decirlo, indistinguible en el ruido general. Por lo tanto, el dispositivo receptor no reconoce la secuencia de información transmitida.
Otra propiedad sumamente útil de los dispositivos DSSS es que, debido a la baja densidad de potencia de las señales en el dominio espectral, prácticamente no interfieren con los dispositivos de radio convencionales (alta potencia de banda estrecha), ya que estos últimos aceptan una señal de banda ancha como ruido dentro de los límites permisibles. límites. Y viceversa: los dispositivos convencionales no interfieren con los de banda ancha, ya que sus señales de alta potencia "hacen ruido" cada una solo en su propio canal estrecho y no pueden ahogar por completo toda la señal de banda ancha.
El uso de tecnologías de banda ancha hace posible utilizar la misma sección del espectro de radio dos veces: con dispositivos convencionales de banda estrecha y "sobre ellos" con dispositivos de banda ancha.
Una secuencia de los llamados chips está incrustada en cada bit de información transmitido (0 ó 1 lógico). Si los bits de información (unos o ceros lógicos) se pueden representar como una secuencia de pulsos rectangulares al codificar información potencialmente, entonces cada chip individual también es un pulso rectangular, pero su duración es varias veces menor que la duración de un bit de información. La secuencia de chips es una secuencia de pulsos rectangulares, es decir, 1 y -1, pero no son informativos. Dado que la duración de un chip es n veces menor que la duración del bit de información, el ancho del espectro de la señal convertida será n veces mayor que el ancho del espectro de la señal original. En este caso, la amplitud de los componentes espectrales de la señal transmitida disminuirá n veces.
Las secuencias de chips incrustadas en bits de información se denominan códigos similares al ruido (secuencias PN), lo que enfatiza el hecho de que la señal resultante se vuelve similar al ruido y es difícil de distinguir del ruido natural.
Las secuencias de chips utilizadas para expandir el espectro de la señal deben satisfacer ciertos requisitos de autocorrelación . El término autocorrelación en matemáticas significa el grado de similitud de una función consigo misma en diferentes momentos. Si seleccionamos una secuencia de chips de este tipo para la que la función de autocorrelación tendrá un pico pronunciado durante solo un momento en el tiempo, entonces dicha señal de información puede identificarse en el nivel de ruido. Para ello, la señal recibida se multiplica por la misma secuencia de chips en el receptor, es decir, se calcula la función de autocorrelación de la señal. Como resultado, la señal vuelve a ser de banda estrecha, por lo que se filtra en una banda de frecuencia estrecha, y cualquier interferencia que caiga en la banda de la señal de banda ancha original, después de multiplicarse por la secuencia del chip, por el contrario, se convierte en banda ancha y se corta. apagado por filtros, y solo una parte de la interferencia entra en la banda estrecha de información, según la potencia es mucho menor que el ruido que actúa en la entrada del receptor.
Una variación del método DSSS es la tecnología de multiplexación por división de código ortogonal (OCDM) [4] . En este caso, "cada bit (grupo de bits) del flujo de información se reemplaza por una de las secuencias de código ortogonales (por ejemplo, Walsh-Hadamard)" [4] .