Espectro de propagação de sequência direta - Direct-sequence spread spectrum

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Multiplexing diagram.svg
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Em telecomunicações , o espectro de difusão de sequência direta ( DSSS ) é uma técnica de modulação de espectro de difusão usada principalmente para reduzir a interferência geral do sinal . A modulação de seqüência direta torna o sinal transmitido mais largo em largura de banda do que a largura de banda de informação. Após o despreading ou remoção da modulação de sequência direta no receptor, a largura de banda da informação é restaurada, enquanto a interferência não intencional e intencional é substancialmente reduzida.

O primeiro esquema conhecido para esta técnica foi apresentado por um inventor suíço , Gustav Guanella . Com o DSSS, os bits de mensagem são modulados por uma sequência de bits pseudo - aleatória conhecida como sequência de propagação. Cada bit de sequência de propagação, conhecido como chip, tem uma duração muito mais curta (largura de banda maior) do que os bits da mensagem original. A modulação dos bits da mensagem embaralha e espalha os pedaços de dados e, assim, resulta em um tamanho de largura de banda quase idêntico ao da sequência de espalhamento. Quanto menor for a duração do chip, maior será a largura de banda do sinal DSSS resultante; mais largura de banda multiplexada para o sinal de mensagem resulta em melhor resistência contra interferência.

Alguns usos práticos e eficazes de DSSS incluem o método de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), a especificação IEEE 802.11b usada em redes Wi-Fi e o Sistema de Posicionamento Global .

Características

  1. O DSSS muda de fase uma onda senoidal pseudo - aleatoriamente com uma sequência contínua de chips, cada um dos quais tem uma duração muito mais curta do que um bit de informação . Ou seja, cada bit de informação é modulado por uma sequência de chips muito mais rápidos. Portanto, a taxa de chip é muito maior do que a taxa de bits de informação .
  2. O DSSS usa uma estrutura de sinal na qual a sequência de espalhamento produzida pelo transmissor já é conhecida pelo receptor. O receptor pode então usar a mesma sequência de espalhamento para neutralizar seu efeito no sinal recebido, a fim de reconstruir o sinal de informação.

Método de transmissão

As transmissões de espectro de dispersão de sequência direta multiplicam os dados sendo transmitidos por uma sequência de difusão pseudo-aleatória que possui uma taxa de bits muito maior do que a taxa de dados original. O sinal transmitido resultante assemelha-se ao ruído branco limitado em banda , como uma gravação de áudio "estática". No entanto, esse sinal semelhante a ruído é usado para reconstruir exatamente os dados originais na extremidade receptora, multiplicando-os pela mesma sequência de espalhamento (porque 1 × 1 = 1 e −1 × −1 = 1). Este processo, conhecido como espalhamento, é matematicamente uma correlação da seqüência de espalhamento transmitida com a seqüência de espalhamento que o receptor já sabe que o transmissor está usando. Após o espalhamento, a razão sinal-ruído é aproximadamente aumentada pelo fator de espalhamento, que é a razão entre a taxa de sequência de espalhamento e a taxa de dados.

Embora um sinal DSSS transmitido ocupe uma largura de banda muito mais ampla do que uma modulação simples do sinal original exigiria, seu espectro de frequência pode ser um pouco restrito para economia de espectro por um filtro passa-banda analógico convencional para dar um envelope em forma de sino centrado na frequência da portadora . Em contraste, o espectro de propagação de salto de frequência pseudoaleatoriamente retune a portadora e requer uma resposta de frequência uniforme, uma vez que qualquer configuração de largura de banda causaria modulação de amplitude do sinal pelo código de salto.

Se um transmissor indesejado transmitir no mesmo canal, mas com uma sequência de difusão diferente (ou nenhuma sequência), o processo de dispersão reduz a potência desse sinal. Esse efeito é a base para a propriedade de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) do DSSS, que permite que vários transmissores compartilhem o mesmo canal dentro dos limites das propriedades de correlação cruzada de suas sequências de espalhamento.

Benefícios

  • Resistência ao bloqueio não intencional ou intencional
  • Compartilhamento de um único canal entre vários usuários
  • Nível reduzido de sinal / ruído de fundo dificulta a interceptação
  • Determinação do tempo relativo entre transmissor e receptor

Usos

Veja também

Referências

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