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 di prevenire "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 1 e 0 con determinate proprietà di autocorrelazione, chiamata come PseudoNoise coding sequenceè utilizzato nelle tecniche a spettro esteso. È una sequenza di lunghezza massima, che è un tipo di codice ciclico.
Segnale a banda stretta
I segnali a banda stretta hanno la potenza del segnale concentrata come mostrato nello spettro di frequenza nella figura seguente.
Ecco le caratteristiche dei segnali a banda stretta:
- 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 forza del segnale distribuita come mostrato nella figura seguente dello spettro di frequenza.
Ecco le caratteristiche dei segnali a spettro esteso:
- 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 chiamatimultiple access techniques.
Le tecniche di accesso multiplo a spettro esteso utilizzano segnali che hanno una larghezza di banda di trasmissione la cui ampiezza è maggiore della larghezza di banda RF minima richiesta.
I segnali a spettro esteso possono essere classificati in due categorie:
- Spettro di diffusione con salto di frequenza (FHSS)
- Spettro di diffusione in sequenza diretta (DSSS)
Spettro di diffusione con salto di frequenza
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 è chiamata 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 utilizza la prima frequenza, che era stata precedentemente utilizzata da mittente1. Questo è chiamato 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.
Spettro di diffusione della sequenza diretta
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 codice di scheggiatura. Questochipping codenon 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.
Questo DSSS è anche chiamato come Code Division Multiple Access (CDMA).
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 |
| È 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 maggiormente utilizzata | Questa tecnica non è usata frequentemente |
Vantaggi dello spettro di diffusione
Di seguito sono riportati i vantaggi di Spread Spectrum.
- 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
- Difficile da demodulare / decodificare
- Più difficile bloccare i segnali
Sebbene le tecniche a spettro esteso fossero originariamente progettate per usi militari, ora vengono ampiamente utilizzate come scopo commerciale.