COMUNICACIONES EN BANDA BASE UTILIZANDO LA TÉCNICA DE ESPECTRO ENSANCHADO Ing. Marco Eynar Terán Macedo http://www.omnitekperu.com/mteran mteran@omnitekperu.com Segunda Especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones Universidad Nacional de San Agustín, Arequipa, Perú

RESUMEN:

Las comunicaciones en espectro ensanchado en la actualidad tienen bastantes aplicaciones entre las que se incluyen la telefonía celular y redes locales de datos, entre otras. El propósito de este trabajo es ser una introducción en este tópico de las telecomunicaciones a través del diseño y realización de un transmisor y receptor en espectro ensanchado de secuencia directa (EESD) en banda base.

ABSTRACT:

The communications in spread spectrum at the present time have enough applications among those that the cellular telephony and local networks of data are included, among others. The purpose of this work is to be an introduction in this topic of the telecommunications through the design and realization of a transmitter and receiver in direct sequence spread spectrum (DSSS) in base band.

KEYWORDS:

Espectro Ensanchado de Secuencia Directa, Direct Sequence Spread Spectrum, Banda Base, Base Band, Transmisor, Tx, Receptor, Rx, Interfaz, Tasa de Bit.

1. INTRODUCCIÓN

Siendo el espectro de frecuencia un recurso finito, resulta esencial su buen aprovechamiento, para las comunicaciones en el espacio libre (señales de televisión, radio, satélite, comunicaciones móviles y telefonía celular, entre otras), de aquí que las investigaciones a nivel internacional se han dirigido hacia la búsqueda de procedimientos para su reuso. En este trabajo de desarrollo tecnológico se investiga y aplica la técnica de Espectro Ensanchado mediante el diseño y construcción de un transmisor y receptor en EESD en banda base.

Los sistemas de transmisión se caracterizan por la frecuencia a la cual la señal está centrada y por el ancho de banda que requieren. Literalmente, un sistema de espectro ensanchado (EE) es aquel en el cual la señal transmitida se esparce sobre un ancho de banda amplio, mucho más amplio que el mínimo ancho de banda requerido para transmitir la información que está siendo enviada. Con tal ensanchamiento del espectro se logran las siguientes propiedades:

- Capacidad de direccionamiento selectivo.

- Multicanalización por división de código (CDMA).

- Rechazo a interferencia.

Un sistema de espectro ensanchado, toma una señal en banda base, por ejemplo, un canal de voz con un ancho de banda de sólo unos KHz y la distribuye sobre un ancho de banda que puede ser de varios MHz. Esto se realiza al modular la señal de información con una señal codificada de banda ancha. Una forma de lograr una señal en espectro ensanchado es la modulación de una portadora por una secuencia digital codificada cuya tasa de bit es mucho más alta que el ancho de banda de la señal de información. Tales sistemas son referidos como sistemas modulados en secuencia directa (EE-SD). A la secuencia digital codificada se le da los nombres de secuencia pseudo aleatoria PN, secuencia código o simplemente código. En esencia las comunicaciones de espectro ensanchado son el arte de expandir el ancho de banda de una señal, transmitir la señal esparcida y recobrar la señal deseada, por el remapeo de la señal de EE recibida dentro del ancho de banda original de la señal de información. Remapeo es el proceso de correlación en el cual una señal deseada de EE se transforma a una señal coherente de banda angosta y las señales no deseadas son transformadas a señales de banda ancha. [2]

Estas propiedades son resultado de la forma en que se codifica la señal y el amplio ancho de banda de la señal codificada. Un receptor o grupo de receptores pueden ser direccionados por el asignamiento de un código de referencia, mientras que a otro se les puede dar otro código diferente. El direccionamiento selectivo puede ser tan simple como transmitir con un código usado en la modulación.

En sistemas EE en secuencia directa SD, cada bit de información se representa por un mayor número de bits codificados llamados chips. Por ejemplo, si la tasa de bit de la información es de 10 Kbps y si cada bit de los 10 Kbps se codifica por 100 chip (bits del código) entonces la velocidad resultante es de 1 Mbps, la cual necesita un ancho de banda en SD de 1 MHz.

Como en todo sistema de comunicaciones, la parte compleja y retadora radica en el receptor, y en estos sistemas la recepción se realiza en dos etapas: la adquisición (sincronía dura) y el seguimiento o tracking (sincronía fina). En la etapa de adquisición se colocan en fase, el código con el que llega la información y el código que se genera en el receptor, mediante un correlador. Teniendo este amarre de fase en los códigos, se pasa a la etapa de seguimiento, la cual tiene por objetivo, que la adquisición no se pierda, la sincronía fina se realiza mediante un DLL (Delay Lock Loop). La figura 1 muestra el diagrama a bloques de un receptor de señales en espectro ensanchado. [3]

Expuesta la teoría de operación de los sistemas en espectro ensanchado, el presente trabajo tiene por objetivo construir un prototipo para transmitir y recibir datos, usando la técnica de Espectro Ensanchado en Secuencia Directa.