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Espectro Disperso (Noviembre 2015) Author, Belmonte Picón Jocsán Salomón, Facultad de Ingenierìa, Universidad Nacional Autónoma de México Abstract—El presente informe se hablarà acerca del espectro II. EL FUNDAMENTO BÁSICO ES EL Disperso, major conocido como ”espectro ensanchado “llamado "ENSANCHAMIENTO" DE LA SEÑAL A así ya que el ancho de banda es más grande que el espectro requerido oara poder transmitir. Se tomarán los puntos más importantes de dicho fenómeno en el área de las Telecomunicaciones así como las iderentes técnicas las cuales usan este principio, cabe mencionar que las ventajas y desventajas serán resaltadas con gran iimpetu.

I.

RESUMEN

El Espectro Disperso (o si se quiere espectro esparcido, o espectro ensanchado) (Spread Spectrum, SS) es una técnica de modulación en telecomunicaciones para la transmisión de datos digitales en frecuencias de radio. En telecomunicaciones, SS permite que una señal (eléctrica, electromagnética o acústica) con un ancho de banda particular ``se ensanche'' en el dominio de frecuencias logrando un mayor ancho de banda. Se utiliza para maximizar la capacidad de comunicación cuando se tiene un espectro limitado de radio. Se realiza de acuerdo con 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.

La primera revision del Presente documento es el 26 de Noviembre de 2015. Este document fue incialmente financiado por los presentes padres del autor y todos los medios a la disposiciòn y alcance del estudiante Belmonte Picòn Jocsàn Salomòn, estudiante de la facultad de Inenierìa de la UNAM Mèxico D.F e Integrante del grupo de Lectura “Poetas de Ayer, hoy y Mañana”

TRANSMITIR A LO LARGO DE UNA BANDA MUY ANCHA DE FRECUENCIAS, MUCHO MÁS AMPLIA, DE HECHO, QUE EL ANCHO DE BANDA MÍNIMO REQUERIDO PARA TRANSMITIR LAINFORMACIÓN QUE SE QUIERE ENVIAR. 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. LA SEÑAL DE ESPECTRO ENSANCHADO, UNA VEZ ENSANCHADA PUEDE COEXISTIR CON SEÑALES EN BANDA ESTRECHA, YA QUE SÓLO LES APORTAN UN PEQUEÑO INCREMENTO EN EL RUIDO. EN LO QUE SE REFIERE AL RECEPTOR DE ESPECTRO ENSANCHADO, ÉL NO VE LAS SEÑALES DE BANDA ESTRECHA, YA QUE ESTÁ ESCUCHANDO UN ANCHO DE BANDA MUCHO MÁS AMPLIO GRACIAS A UNA SECUENCIA DE CÓDIGO PREESTABLECIDO

III. INTRODUCCIÒN El Interés de mejorar la transmisión de una señal de un punto a otro ha llevado a intentar diversos sistemas de comunicaciones. Al principio bastaba con que la señal recibida sea aceptable; luego se insistió en reducir el ancho de banda o de subirlo un poco a cambio de relación señal a ruido. Durante la segunda guerra mundial lo más importante era que las comunicaciones no fuesen interceptadas. En 1942 Hedy Lamarr presenta una patente que contiene los fundamentos sobre la teoría de espectro disperso en los cuales al dispersar el espectro a través del uso de un código personalizado, se lograba un aumento del ancho de banda pero también se fortalecía la transmisión frente al ruido y a las interferencias, intencionales o no. Su sistema fue la base de la técnica conocida como Frequency Hopping, que detallaremos posteriormente. Hacia la década de los 90s aparecen los primeros equipos que explotan estos principios. Hoy en día la tecnología de espectro disperso se aplica en telefonía celular como técnica de acceso múltiple, transmisión de datos inalámbrica, redes de comunicación personal (PCN), redes de área local inalámbricas (WLAN), etc.

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HAY COINCIDENCIA RESPECTO A QUE UN SISTEMA DE ESPECTRO DISPERSO DEBE CUMPLIR ALGUNOS CRITERIOS BÁSICOS COMO:

• EL ANCHO DE BANDA DE LA SEÑAL TRANSMITIDA DEBE SER MUCHO MAYOR QUE EL ANCHO DE BANDA DE LA SEÑAL ORIGINAL.

• EL ANCHO DE BANDA DE TRANSMISIÓN ESTA DETERMINADO POR UNA FUNCIÓN O CÓDIGO QUE ES INDEPENDIENTE DEL MENSAJE Y QUE ES CONOCIDA POR EL TRANSMISOR. PARA LOGRAR UNA MAYOR OCUPACIÓN DEL ESPECTRO Y ADEMÁS PERSONALIZAR LA TRANSMISIÓN, SE PUEDE SIMPLEMENTE MULTIPLICAR LA SEÑAL DIGITAL QUE SE QUIERE TRANSMITIR POR UNA SECUENCIA PSEUDOALEATORIA O DE PSEUDO-NOISE (PN) TAL Y COMO SE MUESTRA A CONTINUACIÓN:

Analizando el esquema básico del espectro disperso por secuencia directa, se tiene que en el modulador, la señal x (t) con una tasa de transmisión R es multiplicada por un código de señal dispersa g (t) conocido como código de pseudo ruido, el cual tiene una tasa de transmisión llamada velocidad del código, en cuyo caso, ambas tasas de transmisión se miden en Hertz. Como ya se sabe en el dominio del tiempo se van a multiplicar estas dos señales, y en el dominio de la frecuencia se realiza la convolución de estas dos señales. El resultado de esta convolución va a tener un ancho de banda similar al de la señal dispersa. En el demodulador, la señal recibida es multiplicada de manera síncrona con una réplica del código de pseudo ruido g (t); para así quitar la redundancia que traía la señal original, después se encuentra un filtro de frecuencia R para remover las componentes de altas frecuencias. Si en el receptor aparece alguna señal no deseada, la multiplicación por g (t) va a expandir dicha señal.

TIPOS DE SISTEMAS DE ESPECTRO DISPERSO. Existen 3 tipos básicos de sistemas de espectro disperse los cuales puden combinarse de manera de aprovechar ciertas ventajas de uno u otros sistemas. Tales como:   

Secuencia Directa DS/SS Multicidad en frecuencia FH/SS Multicidad en tiempo (Time Hopping TH/SS)

Secuencia Directa (Direct Sequence). DS/SS En este tipo de modulación la señal digital de información es modulada mediante una secuencia pseudo aleatoria (PN), con una velocidad mucho mayor que la de la señal de información y luego transmitida utilizando algún tipo de modulación digital como se observa en la siguiente figura:

El siguiente diagrama de bloques representa un modulador de secuencia directa, nombre que se le da a la técnica de espectro expandido, en la cual una señal portadora es modulada con la señal de datos x (t), después como ya se había mencionado anteriormente la señal de datos modulada es nuevamente modulada con una señal de banda ancha g (t). Considerando que la señal portadora con envolvente constante tiene una potencia P, Frecuencia angular ω0 y una fase de modulación, dado por:

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Se realiza otra modulación con envolvente constate empleando para ello la señal expandida g (t), la forma de onda transmitida se expresa mediante la siguiente expresión. Donde la fase de la portadora está conformada por dos componentes: θx(t) fase de los datos y θ g(t) es la fase de la secuencia expandida. Se sabe que la modulación binaria por cambio de fase nos da cambios de π radianes en la fase de la portadora, dependiendo de los datos. De donde se puede obtener una expresión equivalente de la ecuación sx (t), multiplicando la onda portadora por x(t) y un tren de pulsos con magnitudes de +1 o -1.

Primero se realiza la multiplicación del tren de pulsos con el tren de pulsos expandido, y posteriormente x(t) se modula con la portadora. Después lo primero que se debe de hacer en la modulación DS/BPSK puede es la suma módulo dos de la secuencia de los datos binarios con la secuencia binaria expandida. La demodulación de la señal DS/BPSK se logra con la correlación de la señal recibida con una réplica sincronizada de la señal expandida. Multiplicidad De Frecuencias (Frequency Hopping).

De

Portadora

En los sistemas DS/SS a mayor dispersión del ancho de banda más fortaleza frente a las interferencias. Sin embargo esto también aumentaría la complejidad del hardware. Eso da pie a otro tipo de sistemas conocidos como de multiplicidad de frecuencias que van cambiando en el tiempo o Frequency Hopping (FH/SS). En este caso la señal o mensaje es modulada, con algún tipo de modulación, por señales de portadoras que cambian abruptamente su frecuencia a intervalos regulares, cíclica o aleatoriamente. Estos saltos de frecuencia se hacen con dos objetivos fundamentales: incrementar la capacidad del sistema y mejorar su calidad (disminuyendo la tasa de bits errados). La variación en frecuencia podría lucir como sigue:

Dependiendo de la forma como varía la frecuencia en un sistema FS/SS, se definen el FH cíclico y el FH aleatorio. Frequency Hopping Cíclico Las frecuencias varían de una manera secuencial y repetitiva. Provee buena diversidad de frecuencia pero no de interferencia. Frequency Hopping Aleatorio La frecuencia cambia según una secuencia pseudo aleatoria. Tiene mejor desempeño frente a las interferencias. La figura ilustra el Transmisor y el receptor de un sistema FH/SS

Usualmente la modulación es M-FSK. La señal modulada es multiplicada por un tono de una de entre 2N posibles frecuencias generadas aleatoriamente. El filtro pasa banda selecciona la frecuencia suma; la diferencia no pasa. Dependiendo de la velocidad de cambio en la frecuencia de portadora, los sistemas SS/FH se clasifican en: el FH rápido, si hay más de 2 cambios de frecuencia por cada símbolo del mensaje, y el FH lento si ésta es más lenta. Un ejemplo de FH rápido se presenta a continuación:

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Cada Th segundos el sintetizador manejado por el PN genera una de 2n –1 frecuencias. En el q-ésimo tramo de frecuencia la señal puede expresarse como:

Un sistema FH/SS proveniente de modular en 8FSK(M=8, N=3); el generador de PN es de 3 bits y cambia cada 4 símbolos del modulador 8FSK. Este es un sistema FH lento porque Th>Ts. En este caso Tc=Ts. Para que sea un sistema de mínima separación entre las frecuencias, la distancia entre las frecuencias de símbolo será 1/Ts. Entre una y otra el PN las hará moverse entre f0 y f0+(1/Ts). Como el PN tiene 8 valores diferentes entonces los pasos en que saltará la frecuencia serán de 1/8Ts. En la figura se muestra que los símbolos del generador PN ocurren en el siguiente orden 000 110 010 100. Dentro de cada uno de estos símbolos del PN la salida del modulador cambia de la siguiente forma: Dentro del PN 000, el modulador ofrece las frecuencias asociadas a los símbolos:

La DEP de esta señal, en uno de los intervalos de salto, es como la de una señal binaria modulada a frecuencia fo+qf1. En el ejemplo Tc=Ts El ancho de banda de esta señal será ( 2n -1) fs+2fs = ( 2n +1) fs. El ancho de banda de la señal original es 1/Ts. La ganancia de procesamiento será entonces: Gp= ( 2n +1)

IV. ANTECEDENTES

Antecedentes. No cabe duda de que la tecnología basada en el espectro ensanchado desempeñó un papel muy importante. Durante este periodo, las tácti contramedidas de radares y balizas de navegación. Tanto el frente Al Sus inventores fueron: 

Hedy Lamarr (actriz cinematográfica;

000, 001, 010,011

Hedwig Eva Maria Kiesler,

Dentro del PN siguiente aparecerán las frecuencias asociadas a los símbolos: 100, 101, 110, 111 Luego, para el PN 010, los símbolos que manejan al modulador son 101, 101, 101,101

9 de noviembre de 1914 - 19 de enero de 2000) 

George Antheil (músico, compositor y pianista;



8 de julio de 1900 - 12 de febrero de 1959).

Hedy Lamarr George Antheil

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Su Motivación era construir un sistema de control y guía de torpedos en las frecuencias de radio. Ya que habría sido sencillo interceptar las señales de radio, idearon un sistema de Salto de Frecuencia (Frequency-Hopping) consistente en añadir señales aleatorias con procedimientos efectivos para ser recuperadas. En 1942 obtuvieron una patente y la cedieron a la Armada de los EUA. Copia Faccimilar de la patente original. 

El salto de frecuencia puede remontarse a trabajos de Jonathan Zenneck, alemán, autor del libro Wireless Telegraphy, 1908, o a trabajos de Telefunken de la misma época.



De hecho, el ejército alemán lo usó durante la Primera Guerra Mundial para evitar la intercepción de sus comunicaciones por radio.



En las décadas de los 20 y los 30, Leonard Danilewicz, polaco, y Willem Broertjes patentaron algunos desarrollos.

La patente 2,292,387, en los EUA, de 1942, ``Secret Communications System'' por Lamarr y Antheil proponía utilizar el análogo a los rollos neumáticos de piano para intercambiar la señal entre 88 posibles frecuencias.

PROBLEMA A RESOLVER Los diseñadores de sistemas de comunicación se interesan a menudo en la eficiencia con la que los sistemas utilizan la energía y el ancho de banda de la señal. En muchos sistemas de comunicación estos son los asuntos más importantes. Sin embargo, en algunos casos existen situaciones en las que es necesario que el sistema resista a lasinterferencias externas, opere con baja densidad espectral de energía, proporcione capacidad de acceso múltiple sin control externo y uncanal seguro e inaccesible para oyentes no autorizados. Por todo esto, a veces es necesario y conveniente sacrificar algo de la eficiencia del sistema. Las técnicas de modulación de espectro ensanchado permiten cumplir tales objetivos. 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. Sólo los nuevos avances tecnológicos tales como el VLSI (very large-scale integration, es decir, el proceso de colocar miles, o cientos de miles de componentes electrónicos en un solo chip) y las técnicas de procesado de señal

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avanzadas hicieron posible desarrollar un equipamiento de espectro ensanchado menos caro para uso civil. Las aplicaciones de esta tecnología incluyenteléfonos móviles, transmisión de datos sin cable y comunicaciones por satélite. No cabe duda de que la tecnología basada en el espectro ensanchado evolucionó de las necesidades del ejército. Fue un resultado natural de la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), donde la tecnología desempeñó un papel muy importante. Durante éste periodo, las tácticas de interceptación de señales estaban a la orden del día, y los esfuerzos en la investigación y desarrollo se centraban en facilitar contramedidas de radares y balizas de navegación. Tanto el frente Aliado como las potencias del Eje experimentaron con sistemas simples de espectro ensanchado.No es de extrañar que la primera patente pública disponible de un sistema basado en espectro ensanchado sea de aquella época. Data del 11 de agosto de 1942, en plena guerra por una actrizhollywoodiense de la época, e ingeniero de telecomunicaciones, Hedy Lamarr y el pianista George Antheil. Lamarr, que a través de su marido había conocido a Hitler y Mussolini, por lo que tenía mucha información acerca de algunos problemas en la transmisión de comunicaciones, ideó un sistema de guiado de misilespor medio de radiofrecuencias que permitiría destruir los submarinosalemanes. La idea ya existía y nunca funcionaba porque se podía interferir en la frecuencia e inutilizar el dispositivo. Pero a Lamarr se le ocurrió que la frecuencia se podía cambiar constantemente (como se hace al tocar un piano, que fue lo que la inspiró) y de esa forma se podía controlar un torpedo por radio sin que pudiera ser interferido. Es decir, cambiando constantemente la frecuencia del transmisor, a la misma vez que se cambia en el receptor, resultaría imposible interferir en el control del torpedo. A la actriz viena se le ocurrió el sistema que actualmente se conoce con el nombre de salto de frecuencia. Tras varios meses de trabajo y diseño del sistema, y con la ayuda del gobierno estadounidense, se le otorgó la patente (firmada con su nombre de casada, Hedy Kiesler Markey). Sin embargo, se detectaron problemas en su mecanismo, que no era muy adecuado para usarse en un torpedo y la Marina declaró que el sistema era demasiado vulnerable, archivando así la idea, y haciendo que Lamarr abandonara el proyecto.

En 1957, ingenieros de la empresa estadounidense Silvania Electronics Systems Division utilizaron transistores para desarrollar el sistema inventado por Lamarr y, en 1962, el concepto fue adoptado por el gobierno de los EEUU para las comunicaciones militares, tres años después de que la patente caducara. Hedy Lamarr nunca ganó dinero por su invento. En la actualidad, muchos sistemas orientados a voz ydatos, tanto civiles como militares, emplean sistemas de espectro ensanchado, y cada vez se encuentran más aplicaciones. Una prueba de ello es que entre 1995 y 1997 se patentaron más de 1200 ideas relacionadas con el espectro ensanchado Diferentes Tècnicas En éste apartado se profundarà un poco màs las diferentes tècnicas de Modulaciòn.

SECUENCIA DIRECTA Un sistema básico de modulación de espectro ensanchado puede realizarse mediante el empleo de un modulador de secuencia directa (DS), el cual podría implementarse con un modulador BPSK en el que la fase de la señal portadora varia en concordancia con la señal de datos a transmitir x(t) y una señal seudo aleatoria denominada código PN, g(t). (1) Se observa que en la fase se tiene dos componentes, una de la señal de información x(t) y otra de g(t). Debido a que se tiene una modulación BPSK, las ecuaciones anteriores se pueden rescribir como: (2)

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En el receptor la demodulación de la señal DS/BPSK se realiza mediante la correlación de la señal recibida con una réplica exacta sincronizada de la señal código, g(t-Td'), siendo Td' la estimación del receptor del retraso de propagación Td desde el transmisor al receptor. La señal a la salida del correlacionador es:

Donde A es un parámetro de ganancia del sistema. Td el retardo de la señal y  es una fase aleatoria comprendida en el intervalo (0, Tc). Como la señal g(t) toma valores 1 ó -1, el producto g(t-Td) H g(t-Td') será la unidad si Td=Td', esto sucede únicamente si la señal código en el receptor está perfectamente sincronizada con la señal código del transmisor. Cuando esto ocurre la salida del correlacionador es la señal desensanchada, la cual entrará a un demodulador BPSK que permitirá que se recupere la información x(t).

SALTO DE FRECUENCIAS La técnica por saltos en frecuencia (FH), la frecuencia de la portadora de la señal de información modulada no es contante sino que cambia periódicamente. Durante intervalos de tiempo T la frecuencia de la portadora permanece igual, pero después de cada intervalo de tiempo la portadora salta a otra frecuencia. El patrón de saltos se decide por la señal de código. El conjunto de frecuencias disponible que la portadora puede alcanzar se llama Hop Set. La ocupación de frecuencias de un sistema SS-FH difiere considerablemente de un sistema SS-DS. Un sistema DS ocupa una banda de frecuencia entera cuando transmite, mientras que un sistema FH usa solamente una pequeña parte del ancho de banda cuando transmite, pero la localización de esta parte difiere en el tiempo.

Cabe resaltar que los procesos de ensanchado de señal y modulación BPSK y los de desensanche y demodulación pueden ser intercambiados de orden, es decir en el transmisor primero podemos ensanchar la señal y luego modular o viceversa, y en el receptor primero podremos demodular la señal BPSK y luego desensanchar o en sentido inverso. La Modulación por Espectro Ensanchado, permite la operación de las técnicas de Acceso Múltiple por División de Código. (Code División Multiple Acceso) por su estructura, un grupo de fuentes que originan información (transmisores dispersos geográficamente), pueden compartir un medio o canal único de comunicación.

Para la figura anterior la señal de información es modulada en banda base. Utilizando un sintetizador de frecuencia rápido que es controlado por la señal de código, la frecuencia de la portadora es elevada a la frecuencia de transmisión. El proceso inverso toma lugar en el receptor. Utilizando una secuencia de código generado localmente, la señal recibida inicialmente es bajada a la banda base. La información se recupera después de la demodulación (en banda base). El circuito de sincronización/rastreo asegura que el salto de la portadora generada localmente se sincronice al patrón de saltos de la portadora recibida tal que sea posible el desensanchamiento correcto de la señal. El ancho de banda ocupado por la señal en uno de los saltos de frecuencia depende no solamente del ancho de banda de la señal de información sino además de la señal

(3)

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de saltos. Si la frecuencia de saltos es mucho más pequeña que el ancho de banda de información entonces el ancho de banda de la información es el principal factor que decide el ancho de banda ocupado. Si la frecuencia de saltos es mucho más grande el ancho de banda de la información, ésta predomina en el ancho de banda. En el SS-FH múltiples símbolos son transmitidos en una frecuencia. Si la probabilidad de que otros usuarios transmitan en la misma banda de frecuencia es lo suficientemente baja, el usuario deseado será recibido correctamente la mayor parte del tiempo. Para esos tiempos en que los usuarios interferentes transmitan en la misma banda de frecuencias, los códigos correctores de error se usan para recobrar la información transmitida durante ese período. La técnica para manipular los desplazamientos de frecuencias, y más utilizada es FSK o BPSK, difiere del convencional en que el grupo de frecuencias escogido es mucho más expandido. El número de frecuencias escogidas y la velocidad de saltos de frecuencia a frecuencia en cualquier saltador de frecuencias es gobernado por los requerimientos establecidos en él, para un uso particular. SALTOS. EN EL TIEMPO (TIME HOPPING) La técnica por División de Código por saltos de tiempo, la señal de información es transmitida en ráfagas rápidas en intervalos de tiempos determinados por el código asignado al usuario. El eje del tiempo se divide en tramas, y cada trama es dividida en M ranuras de tiempo (time slots). Durante cada trama el usuario transmitirá en uno de las M ranuras de tiempo, en cuál de las M ranuras se transmite depende de la señal de código asignada al usuario. Puesto que un usuario transmite toda su información en uno, luego la frecuencia necesaria para transmitir se incrementa por un factor M. En TH-CDMA el espectro de ancho de banda total se usa en períodos de tiempo cortos en lugar de pequeñas partes del espectro en todo tiempo.

códigos a diferentes usuarios. Si ocurren múltiples transmisiones, los códigos correctores de errores aseguran que la señal deseada puede ser, a pesar de todo, recuperada. Si hay sincronización entre usuarios, y los códigos de asignaciones tales que un solo usuario transmita en una sola ranura, entonces TH-CDMA se reduce a un esquema TDMA donde la ranura donde el usuario transmite no es fija sino que cambia de trama a trama. SISTEMAS HIBRIDOS Los sistemas híbridos incluyen todos los sistemas que emplean una combinación de dos o más de las técnicas de modulación del espectro ensanchado antes mencionado a una combinación con algunas de las técnicas de acceso múltiple. Por combinación de las técnicas básicas de modulación del espectro ensanchado se tienen cuatro posibles sistemas híbridos: DS/FH, DS/TH, FH, TH y DS/FH/TH. La idea de los sistemas híbridos es la combinación de ventajas específicas de cada técnica de modulación. Si se toma, por ejemplo, el sistema combinado DS/FH, se obtiene la ventaja de la propiedad de anti-multitrayectoria del sistema DS combinado con la operación near-far favorable del sistema FH. Por supuesto, la desventaja se basa en la incorporación de la complejidad del transmisor y el receptor.

La señal de información es primero ensanchada usando una señal de código SD. La señal ensanchada es luego modulada en una portadora cuya frecuencia salta de acuerdo la secuencia de código que igual para ambas técnicas. Ventajas y Desventajas. 1) Ventajas 

En caso de que en la misma banda de frecuencias estén todas la transmisiones, hay que evitarlo haciendo que la .probabilidad de dos transmisiones simultáneas sea baja; esto es logrado por la asignación de diferentes

 

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. Tiene la habilidad de eliminar o aliviar el efecto de las interferencias multitrayecto. Se puede compartir la misma banda de frecuencia con otros usuarios.

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

Confidencialidad de la información transmitida gracias a los códigos pseudo aleatorios (multiplexación por división de código).

la misma banda de frecuencia. La propiedad antijamming es un resultado del gran ancho de banda usado para transmitir la señal.

Desventajas. 

Ineficiencia del ancho de banda.



La implementación de los circuitos es en algunos casos muy compleja.

A los sistemas de espectro ensanchado se les reconocen al menos cinco cualidades importantes en su funcionamiento, debidas a la naturaleza de su señal: 

Con una ganancia de procesado alta (el cociente entre el ancho de banda de la señal transmitida y el ancho de banda se la señal original) y señales portadoras impredecibles (generadas con las secuencias pseudoaleatorias) se puede conseguir una baja probabilidad de interceptación, siempre que la potencia de la señal se expanda uniformemente por todo el dominio de frecuencias.



Las señales portadoras impredecibles aseguran una buena capacidad contra jamming. El jammer (aquella persona que se dedica a interferir en las señales) no puede usar observaciones de la señal para mejorar su funcionamiento en este caso, y debe confiar en técnicas que sean independientes de la señal que se quiere interceptar.



Mediante la detección por correlación de señales de banda ancha se consigue una gran resolución temporal. Las diferencias en el tiempo de llegada de la señal de banda ancha son detectables. Esta propiedad puede usarse para eliminar el efecto multisenda e, igualmente, hacer ineficaces los repetidores de los jammers.



Los pares transmisor-receptor que usan portadoras pseudoaleatorias independientes pueden operar en el mismo ancho de banda con una interferencia entre canales mínima. A estos sistemas se les llama de acceso múltiple por división de código (del inglés code division multiple access o CDMA).



Se obtienen propiedades criptográficas al no poder distinguir la modulación de los datos de la modulación de la portadora. La modulación de la portadora es efectivamente aleatoria para un observador no deseado. En este caso, la modulación

PROPIEDADES Hay varias propiedades únicas que surgen como resultado de las secuencias pseudo aleatorias y el gran ancho de banda de la señal que éstas generan. Dos de esas propiedades son el direccionamiento selectivo y la multiplexación por división de código. Al asignar una secuencia pseudo aleatoria dada a un receptor particular, la información se le debe direccionar de forma distinta con respecto a los otros receptores a los que se les ha asignado una secuencia diferente. Las secuencias también pueden escogerse para minimizar la interferencia entre grupos de receptores al elegir los que tengan una correlación cruzada baja. De esta forma, se puede transmitir a la misma vez más de una señal en la misma frecuencia. Como vemos, el direccionamiento selectivo y el acceso múltiple por división de código (CDMA) se implementan gracias a las secuencias pseudo aleatorias. Otras dos de estas propiedades son la baja probabilidad de interceptación y el anti-jamming (la capacidad para evitar las interferencias intencionadas). Cuando a una señal se la expande sobre varios megahercios del espectro, su potencia espectral también se ensancha. Esto hace que la potencia transmitida también se ensanche sobre un extenso ancho de banda y dificulta la detección de forma normal (es decir, sin la utilización de ninguna secuencia pseudo aleatoria). Este hecho también implica una reducción de las interferencias. De esta forma, el espectro ensanchado puede sobrevivir en un medio adverso y coexistir con otros servicios en

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de la portadora en espectro ensanchado adquiere el papel de llave en un sistema de cifrado. Un sistema que usa datos indistinguibles y una modulación de portadora en espectro ensanchado forman un sistema confidencial. 

Este hecho también implica una reducción de las interferencias. De esta forma, el espectro ensanchado puede sobrevivir en un medio adverso y coexistir con otros servicios en la misma banda de frecuencia. La propiedad antijamming es un resultado del gran ancho de banda usado para transmitir la señal. Si recordamos el teorema de Shannon:

; donde: 

C = capacidad de transmisión, en bits por segundo W = ancho de banda S = potencia de la señal N = potencia del ruido

Conclusiones. Basicamente en este Informe se ve una forma de modulación relativamente nueva pues desde mediados de la segunda Guerra mundial las telecomunicaciones han dado un gran impacto en nuestras vidas cotidianas volvièndose una necesidad en la vida cotidiana de los ciudadanos además de que la informaciòn que se envía puede salvar vidas así como provocar una Guerra. Evidentemente esta forma de Modulación de la informaciòn muestreada y cuantizada, require ciertos aspectos y formas para emplearse, ya que esto impide que la informaciòn sufra interferencias por agentes externos, todo esto es usado en redes donde hay ciertos protocolos a la hora de la transisiòn de datos. Se puede

observar que esto es usado en la tecnología de hoy en nuestros teléfonos, ya que la ventaja del espectro es que pueda haber una gran cantidad de usuarios en un mismo canal sin interferirse. El funcionamiento del espectro es que se necesita aumentar el ancho de banda, nosotros pensaríamos que fuera alrevez en lugar de aumentarlo disminuirlo, pero los beneficios son mayores al aumentarlo ya que el ruido le pega muy poco a nuestro sistema y lo más importante es que nadie puede decodificar la información transmitida, más que solo aquellos receptores que cuenta con una réplica sincronizada del código de la señal expandida REFERENCES Basic format for books: [1] Bernard Sklar. Author, “Digital Communications Fundamentals and Applications”, Second Edition.. [2] http://prof.usb.ve/tperez/docencia/3413/contenido /SS.pdf [3] http://delta.cs.cinvestav.mx/~gmorales/14HedyLa marr/node1.html [4] http://www.ingelec.uns.edu.ar/icd2763/TECD_au x/cix.pdf [5] file:///C:/Users/Jocs %C3%A1n/Downloads/DialnetEspectroEnsanchadoPorSecuenciaDirecta4564581.pdf [6] https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_ensanchad o [7] [8] http://revistas.udistrital.edu.co/ojs/index.php/reving/ article/view/3502/5063 [9] https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/sm/R-RECSM.1055-0-199407-I!!PDF-S.pdfé

Belmonte Picòn Jocsàn Salomòn, 1994Mèxico D.F, Estudiante de la facultad de Ingeniería UNAM. A 26 de Noviembre del 2015