SPREAD SPRECTRUM.

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1 SPREAD SPRECTRUM

2 Introducción e información general
Los aspectos teóricos de la utilización del espectro ensanchado en un medio con fuertes interferencias se conocían desde hace ya cuarenta años. Lo que sí ha sido muy reciente es su implementación práctica. Inicialmente, las técnicas de espectro ensanchado se desarrollaron para propósitos militares y sus implementaciones eran extremadamente caras.

3 Marco Teórico Espectro ensanchado La idea es transmitir con un ancho de banda mayor de lo que tengo o necesito. ¿CDMA? Es un método de acceso al medio por división de código. Hay que tener en cuenta que son dos conceptos distintos pero con la combinación de los dos conceptos conseguiremos mejorar las prestaciones de nuestros sistemas.

4 Marco Teórico En sistemas inalámbricos el ancho de banda es muy costoso. Sin embargo, a veces incrementar el ancho de banda de la señal a transmitir puede mejorar las prestaciones. Espectro ensanchado es una técnica que incrementa el ancho de banda de la señal más de lo necesario para la comunicación de datos.

5 SITUACION ACTUAL Como los sistemas SS utilizan una anchura de banda mayor para transmitir una cantidad dada de información en la actualidad llama mucho la atención el proceso de colocar miles, o cientos de miles de componentes electrónicos en un solo chip) y las técnicas de procesado de señal avanzadas hicieron posible desarrollar un equipamiento de espectro ensanchado menos caro para uso civil. Las aplicaciones actualmente de esta tecnología incluyen teléfonos móviles, transmisión de datos sin cable y comunicaciones por satélite

6 SPREAD SPECTRUM 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. 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.

7 SPREAD SPECTRUM Espectro ensanchado es una técnica de modulación que aumenta el ancho de banda de la señal a transmitir a un valor mucho más grande de lo que se necesita para transmitir los bits de la información. Hay varías técnicas que aumentan el ancho de banda a uno mayor – por ejemplo, modulación en frecuencia y código. Sin embargo, estas técnicas no caen en la categoría de espectro ensanchado. Se tienen que cumplir las tres propiedades siguientes para que una señal sea modulada con espectro ensanchado. La señal ocupa un ancho de banda mucho mayor que el necesario para transmitir la señal que contiene la información. La modulación espectro ensanchado se ha realizado usando un código de ensanchado, independiente de la señal que contiene la información. El des-ensanchado en el receptor se realiza correlando la señal recibida con una copia sincronizada del código de ensanchado.

8 SPREAD SPECTRUM La traducción del inglés spread spectrum se hace con distintos adjetivos según las fuentes; pueden emplearse indistintamente espectro ensanchado, expandido, desparramado, difuso o disperso para referirse en todos los casos al mismo concepto. Podemos concluir diciendo que todos los sistemas de espectro ensanchado satisfacen dos criterios: El ancho de banda de la señal que se va a transmitir es mucho mayor que el ancho de banda de la señal original. El ancho de banda transmitido se determina mediante alguna función independiente del mensaje y conocida por el receptor. 

9 Comparación de una señal en banda estrecha con una señal modulada en secuencia directa. La señal en banda estrecha se suprime al transmitir el espectro Ensanchado

10 TECNICAS DE ENSANCHADO DEL ESPECTRO
Sistemas de secuencia directa (Direct Sequence Spread Spectrum-DSSS). Sistemas de salto de frecuencia (Frequency-Hopping Spread Spectrum- FHSS) Sistemas de salto temporal(THSS) Sistemas de frecuencia modulada pulsada (o Chirping) Sistemas híbridos

11 UTILIZACIÓN EFICAZ DEL ESPECTRO
Generalmente, la utilización eficaz del espectro es el producto de anchura de banda, espacio geométrico y tiempo. Por tanto, el problema que hay que examinar desde el punto de vista de la utilización eficaz del espectro es cuántos sistemas de banda estrecha y sistemas SS pueden transmitir simultáneamente en la misma banda de frecuencias y en la misma zona geográfica, particularmente cuando hay una alta densidad de sistemas. Este problema se está estudiando en muchos foros y los diseñadores de sistemas tratan de explotar eficazmente las características especiales de los sistemas SS.

12 Bandas Disponibles sin necesidad de Licencia
►902 MHz a 928 MHz ►2,4 GHz a 2,483 GHz ►5,725 GHz a 5,85 GHz Hasta 1W de Potencia

13 MODELO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN DIGITAL QUE USA ESPECTRO EXPANDIDO

14 MODELO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN DIGITAL QUE USA ESPECTRO EXPANDIDO
►La señal de entrada entra a un codificador. ►Este produce una señal analógica con ancho de banda angosto. ►La señal es modulada usando una secuencia de dígitos denominado código disperso o secuencia dispersa. ►Esta señal es generada por un pseudo ruido o generador de números pseudo aleatorios. ►La señal de salida que se transmitirá tiene un mayor ancho de banda. ►En el lado del receptor, la misma secuencia es usada para de modular la señal. ►La señal es procesada por un decodificador de la señal para recuperar la señal original.

15 VENTAJAS Las técnicas de espectro ensanchado hacen que las señales se parezcan al ruido y por lo tanto más difícil de detectar.  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 El espectro ensanchado también permite que múltiplos usuarios compartan el mismo ancho de banda, ya que las señales ensanchadas pueden ser superpuestas y demoduladas con una interferencia mínima entre ellas. Confidencialidad de la información transmitida gracias a los códigos pseudoaleatorios (Multiplexacion por división de código)

16 DESVENTAJAS Ineficiencia del Ancho de Banda
La implementación de los circuitos es en algunos casos muy compleja

17 SPREAD SPECTRUM Las características más importantes de los sistemas de modulación de espectro ensanchado son las siguientes: Posibilidad de acceso múltiple: Si múltiples usuarios al mismo tiempo transmiten una señal, el receptor será capaz de distinguir entre los diferentes usuarios cuál es la señal que debe de recuperar en base al código de la información, mientras que otras señales extendidas de otros usuarios serán vistos como ruido ante la señal deseada. Baja probabilidad de ser interceptada: Ante el ensanchamiento del espectro se hace difícil la recuperación de la información por parte de un receptor distinto al que va dirigido, ya que se genera una señal con una densidad de potencia muy baja comparable con niveles de ruido. Alta inmunidad frente a interferencias: La posible interferencia de señales de banda angosta o ancha es despreciada si no se cuenta con el código de la señal deseada. Alta inmunidad frente a interferencias de señales multi-trayecto: Al transmitir en RF las señales pueden tomar más de una ruta debido a fenómenos como la reflexión, refracción y difracción. Así las señales con diferentes rutas son copia de una señal transmitida pero con distintas amplitudes y fases, resultando en una dispersión de la señal, sin embargo en el receptor se espera a que lleguen varias copias para recuperar su fase y ser sumadas para obtener una señal más fuerte. Privacidad en las comunicaciones: La señal transmitida sólo puede ser recuperada si se cuenta con el código correspondiente.

18 SPREAD SPECTRUM Las técnicas de modulación Spread Spectrum fueron originalmente desarrolladas para sistemas de comunicaciones militares por su resistencia ante señales de interferencia y por su baja probabilidad de detección. Los métodos de modulación para generar Spread Spectrum son los siguientes: DSSS (Espectro Extendido por Secuencia Directa). FHSS (Espectro Extendido por Salto de Frecuencia). DHSS (Espectro Directo por Secuencia Directa). HSS (Espectro Extendido Híbrido).

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22 HSS (Espectro Extendido Híbrido)

23 FREQUENCY HOPPING Es la técnica en la que la señal se mueve de una frecuencia a otra, es decir, la expansión de la señal se produce transmitiendo una ráfaga en una frecuencia, saltando luego a otra frecuencia para transmitir otra ráfaga y así sucesivamente.

24 FREQUENCY HOPPING Salto en frecuencia lento. Son sistemas en los que se transmite uno o más bits de información en cada frecuencia. Salto en frecuencia rápido. Son sistemas en los cuales en cada frecuencia se transmite parte de un bit y son necesarios varios saltos para transmitir el bit completo.

25 FREQUENCY HOPPING Utiliza la frecuencia de 2.4 GHz que es una banda libre La velocidad de transmisión es de 1 a 2 Mbps, pero esta podría ampliarse hasta 10Mbps Una de las aplicaciones es la tecnología Bluetooth

26 CONCLUSIONES El sistema de espectro ensanchado tiene ventajas y propiedades únicas que lo convierten en un método muy interesante puesto que gracias al uso de códigos nos permite tener diversidad en nuestro sistema Resiste bastante bien todo tipo de interferencias ya que puede eliminar o aliviar mucho el efecto de una interferencia en nuestro sistema. Permite compartir el ancho de banda entre múltiples usuarios sin demasiada dificultad ya que los puede separar simplemente por el código utilizado, que será distinto para cada uno de ellos. Presenta un alto grado de privacidad, ya que puede hacerse pasar por ruido e incluso si fuera detectado sería complicado decodificarlo ya que se necesita saber el código y además puede estar variando de una forma demasiado rápida. Por otra parte, implementar esto también resulta más complejo que simplemente modular y transmitir la información.

27 GRACIAS…