Modulazione dello spettro di diffusione

Una classe collettiva di tecniche di segnalazione viene impiegata prima di trasmettere un segnale per fornire una comunicazione sicura, nota come Spread Spectrum Modulation. Il vantaggio principale della tecnica di comunicazione a spettro esteso è quello di prevenire le "interferenze" intenzionali o non intenzionali.

I segnali modulati con queste tecniche sono difficili da interferire e non possono essere disturbati. Un intruso senza accesso ufficiale non è mai autorizzato a decifrarli. Quindi, queste tecniche sono utilizzate per scopi militari. Questi segnali a spettro esteso trasmettono a bassa densità di potenza e hanno un'ampia diffusione di segnali.

Sequenza pseudo-rumore

Una sequenza codificata di 1s e 0s con alcune proprietà di autocorrelazione, chiamate come Pseudo-Noise coding sequenceè utilizzato nelle tecniche di spettro esteso. È una sequenza di lunghezza massima, che è un tipo di codice ciclico.

Segnali a banda stretta e ad ampio spettro

Entrambi i segnali a banda stretta e a spettro esteso possono essere compresi facilmente osservando il loro spettro di frequenza come mostrato nelle figure seguenti.

Segnali a banda stretta

I segnali a banda stretta hanno la potenza del segnale concentrata come mostrato nella seguente figura dello spettro di frequenza.

Di seguito sono riportate alcune delle sue caratteristiche:

  • La banda dei segnali occupa una gamma ristretta di frequenze.
  • La densità di potenza è alta.
  • La diffusione dell'energia è bassa e concentrata.

Sebbene le caratteristiche siano buone, questi segnali sono soggetti a interferenze.

Segnali a spettro diffuso

I segnali a spettro esteso hanno la potenza del segnale distribuita come mostrato nella figura seguente dello spettro di frequenza.

Di seguito sono riportate alcune delle sue caratteristiche:

  • La banda dei segnali occupa un'ampia gamma di frequenze.
  • La densità di potenza è molto bassa.
  • L'energia è diffusa.

Con queste caratteristiche, i segnali a spettro esteso sono altamente resistenti alle interferenze o ai disturbi. Poiché più utenti possono condividere la stessa larghezza di banda a spettro esteso senza interferire tra loro, questi possono essere chiamati comemultiple access techniques.

FHSS e DSSS / CDMA

Le tecniche di accesso multiplo a spettro esteso utilizzano segnali che hanno una larghezza di banda di trasmissione di una grandezza maggiore della larghezza di banda RF minima richiesta.

Questi sono di due tipi.

  • Spettro di diffusione con salto di frequenza (FHSS)
  • Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

Spettro di diffusione con salto di frequenza (FHSS)

Questa è la tecnica di salto di frequenza, in cui gli utenti sono costretti a cambiare le frequenze di utilizzo, da una all'altra in un intervallo di tempo specificato, quindi chiamato come frequency hopping. Ad esempio, una frequenza è stata assegnata al mittente 1 per un determinato periodo di tempo. Ora, dopo un po ', il mittente 1 salta all'altra frequenza e il mittente 2 usa la prima frequenza, che era stata precedentemente utilizzata dal mittente 1. Questa è chiamata comefrequency reuse.

Le frequenze dei dati vengono spostate da una all'altra per fornire una trasmissione sicura. La quantità di tempo trascorso su ogni salto di frequenza è chiamata comeDwell time.

Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

Ogni volta che un utente desidera inviare dati utilizzando questa tecnica DSSS, ogni bit dei dati dell'utente viene moltiplicato per un codice segreto, chiamato come chipping code. Questo codice di scheggiatura non è altro che il codice di diffusione che viene moltiplicato con il messaggio originale e trasmesso. Il destinatario utilizza lo stesso codice per recuperare il messaggio originale.

Confronto tra FHSS e DSSS / CDMA

Entrambe le tecniche di spettro diffuso sono popolari per le loro caratteristiche. Per avere una chiara comprensione, diamo uno sguardo ai loro confronti.

FHSS DSSS / CDMA
Vengono utilizzate più frequenze Viene utilizzata una singola frequenza
Difficile trovare la frequenza dell'utente in qualsiasi istante di tempo La frequenza dell'utente, una volta assegnata, è sempre la stessa
È consentito il riutilizzo della frequenza Il riutilizzo della frequenza non è consentito
Il mittente non deve aspettare Il mittente deve attendere se lo spettro è occupato
La potenza del segnale è alta La potenza del segnale è bassa
Più forte e penetra attraverso gli ostacoli È più debole rispetto a FHSS
Non è mai influenzato da interferenze Può essere influenzato da interferenze
È più economico È costoso
Questa è la tecnica comunemente usata Questa tecnica non è usata frequentemente

Vantaggi dello spettro di diffusione

Di seguito sono riportati i vantaggi dello spettro esteso:

  • Eliminazione del cross-talk
  • Risultati migliori con integrità dei dati
  • Ridotto l'effetto di dissolvenza multipath
  • Migliore sicurezza
  • Riduzione del rumore
  • Coesistenza con altri sistemi
  • Distanze operative più lunghe
  • Difficile da rilevare
  • Non facile da demodulare / decodificare
  • Difficile bloccare i segnali

Sebbene le tecniche di spettro esteso fossero originariamente progettate per usi militari, ora vengono ampiamente utilizzate per scopi commerciali.