CDMA - Spread spectrum

CDMA - Spread Spectrum

Todo modulación y demodulación técnica se esfuerzan para una mayor potencia y / o eficiencia de ancho de banda en un canal gaussiano aditivo ruido estacionario blanco. Dado que el ancho de banda es un recurso limitado, uno de los principales objetivos de diseño de todos los esquemas de modulación es minimizar el ancho de banda requerido para la transmisión. Por otro lado, las técnicas de espectro ensanchado utilizan un ancho de banda de transmisión que es el orden de la magnitud mayor que el ancho de banda requerido la señal mínima.

La ventaja de la técnica de espectro ensanchado es que - muchos usuarios pueden utilizar simultáneamente el mismo ancho de banda sin interferir entre sí. Por lo tanto, el espectro extendido no es económica cuando el número de usuarios es menor.

• Espectro ensanchado es una forma de comunicaciones inalámbricas en el que la frecuencia de la señal transmitida se varía deliberadamente resultante mayor ancho de banda.
• De espectro expandido es evidente en el teorema de Shannon y Hartley canal de capacidad -
  C = B × log ₂ (1 + S / N)
• En la ecuación dada, `C 'es la capacidad del canal en bits por segundo (bps), que es la tasa de datos máxima para una tasa de error de bit teórica (BER). 'B' es el ancho de banda de canal requerido en Hz, y S / N es la relación de potencia de señal a ruido.
• Espectro ensanchado, utiliza señales de ruido similar a banda ancha que son difíciles de detectar, interceptar o demodular. Además, las señales de espectro ensanchado son más difíciles de mermelada (interferir con) que las señales de banda estrecha.
• Dado que las señales de espectro ensanchado son tan amplia, que transmiten a una densidad espectral de potencia mucho menor, medida en vatios por hertz, que los transmisores de banda estrecha. De espectro expandido y señales de banda estrecha pueden ocupar la misma banda, con poca o ninguna interferencia.Esta capacidad es la principal atracción para todo el interés en espectro ensanchado hoy.

Puntos para Recordar -

• El ancho de banda de la señal transmitida es mayor que el ancho de banda mínimo de información, que es necesaria para transmitir con éxito la señal.
• Algunos función que no sea la propia información se emplea normalmente para determinar el ancho de banda resultante transmitida.

Los siguientes son los dos tipos de técnicas de espectro ensanchado -

• Secuencia directa y
• Salto de frecuencia.

Secuencia directa es adoptado por CDMA.

SECUENCIA DIRECTA (DS)

Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA) es una técnica para multiplexar usuarios por diferentes códigos. En esta técnica, el mismo ancho de banda es utilizado por diferentes usuarios. A cada usuario se le asigna su propio con un solo código de ensanchamiento. Estos conjuntos de códigos se dividen en dos clases -

• Códigos ortogonales y
• Códigos no ortogonal

Secuencias de Walsh entran en la primera categoría que es códigos ortogonales mientras que otras secuencias, es decir, PN, Gold y Kasami son secuencias de registro de desplazamiento.

Códigos ortogonales se asignan a los usuarios, la salida del correlador en el receptor será igual a cero, excepto la secuencia deseada. En sincrónica de secuencia directa, el receptor recibe la misma secuencia de código que se transmitió de manera que no hay desplazamiento de tiempo entre los usuarios.

Demodular señales DS - 1

Con el fin de demodular señales DS, lo que necesita saber el código que se utilizó en el momento de la transmisión. En este ejemplo, al multiplicar el código utilizado en la transmisión de la señal de recepción, podemos obtener la señal transmitida.

En este ejemplo, se utilizaron múltiples códigos en el momento de la transmisión (10,110,100) a la señal recibida. Aquí, hemos calculado mediante el uso de la ley de dos aditivos (Modulo 2 Adición). Se demodula adicionalmente mediante la multiplicación del código que se utilizó en el momento de esta transmisión, llamada la difusión inversa (de-difusión). En el diagrama se indican a continuación, puede verse que durante la transmisión de los datos con el espectro de banda estrecha (Narrow Band), el espectro de la señal es dispread.

Demodular señales DS - 2

Por otro lado, si usted no conoce el código que se utilizó en el momento de la transmisión, usted no será capaz de demodular. Aquí, usted está tratando de demodulación en el código de diferente (10.101.010) y el momento de la transmisión, pero ha fracasado.

Incluso mirando el espectro, que se está extendiendo en el tiempo de transmisión. Cuando se pasa a través de un filtro de paso de banda (Band Path Filter), sólo que esta pequeña señal permanece y estos no son demodulada.

CARACTERÍSTICAS DE SPREAD SPECTRUM

Como se muestra en la siguiente figura, la densidad de potencia de señales de espectro amplio podría ser menor que la densidad de ruido. Esta es una característica maravillosa que puede mantener las señales protegidas y mantener la privacidad.

Mediante la difusión del espectro de la señal transmitida, se puede reducir su densidad de potencia de tal manera que se vuelve menor que la densidad de potencia del ruido. De esta manera, es posible ocultar la señal en el ruido. Puede ser demodulada si conoce el código que se utiliza para enviar la señal. En caso de que no se conoce el código, a continuación, la señal recibida permanecerá oculta en el ruido incluso después de la demodulación.

DS-CDMA

Código DS se utiliza en CDMA. Hasta el momento, se ha explicado parte básica de la comunicación de espectro ensanchado. A partir de aquí, vamos a explicar cómo funciona la división de código de secuencia directa de Acceso Múltiple (DS-CDMA).

La señal que se propaga espectro, puede ser demodulada únicamente por un código utilizado para la transmisión. Mediante el uso de esto, la señal de transmisión de cada usuario puede ser identificado por el código separado cuando se recibe la señal. En el ejemplo dado, la señal de propagación del usuario A en el código A, y la señal difusa del usuario B al código de B. Cada una de la señal cuando se recibe se mezclan. Sin embargo, por el difusor inverso (Despreadder), identifica la señal de cada usuario.

DS-CDMA Sistema - Forward Enlace

DS-CDMA Sistema - Invertir Enlace

Código Difusión

Correlación cruzada

La correlación es un método de medida de la precisión con una señal dada coincide con un código deseado. En la tecnología CDMA, cada usuario se le asigna un código diferente, el código que está siendo asignado o elegido por el usuario es muy importante para modular la señal, ya que está relacionado con el rendimiento del sistema CDMA.

Uno obtendrá un mejor rendimiento cuando habrá una separación clara entre la señal de los usuarios y las señales de los demás usuarios deseados. Esta separación se realiza mediante la correlación de la señal de código deseado que se otras señales recibidas y genera localmente. Si la señal coincide con el código del usuario, a continuación, la función de correlación será alta y el sistema puede extraer esa señal. Si el código deseado por el usuario no tiene nada en común con la señal, la correlación debe estar lo más cerca posible a cero (eliminando así la señal); también conocido como correlación cruzada. Por lo tanto, hay un auto-correlación (Self-Correlación) y correlación cruzada (correlación cruzada).

Propiedades de auto-correlación y el código se muestran en el diagrama que figura a continuación, donde se muestra la correlación entre el código de dispersión de 'A' y código de dispersión de 'B'. En este ejemplo, se da la correlación calculada de código de dispersión 'A (1010110001101001) y código de dispersión' B '(1010100111001001), mientras que la realización de cálculos por debajo de ejemplo, el resultado ha llegado a 6/16.

Códigos preferibles

Preferible código se utiliza en CDMA. Hay diferentes códigos que pueden utilizarse en función del tipo de un sistema de CDMA. Hay dos tipos de sistema -

• Sistema síncrono (Synchronous) y
• Sistema asíncrono (Asynchronous).

En un sistema síncrono, códigos ortogonales (código ortogonal) pueden ser utilizados. En el sistema asíncrono para esto, como el código pseudo-aleatorio (pseudo-aleatorio de ruido) o código de oro se utiliza.

Con el fin de minimizar la interferencia mutua en DS-CDMA, los códigos de ensanchamiento con menos correlación cruzada deben ser elegidos.

Síncronos DS-CDMA

• Códigos ortogonales son apropiados. (Código Walsh etc.)

DS-CDMA asíncronos

• Pseudo-aleatorio de ruido (PN) códigos / secuencia máxima
• Códigos Gold

Síncronos DS-CDMA

Síncronos sistemas CDMA se realizan en el punto a los Sistemas multipunto. Por ejemplo, Forward Link (estación base a la estación móvil) en el teléfono móvil.

Sistema de sincronización se utiliza en uno-a-muchos (Punto a Multipunto) sistemas. Por ejemplo, en un momento dado, en un sistema de comunicación móvil, una única estación base (BTS) se puede comunicar con múltiples teléfonos celulares (hacia delante enlace / enlace descendente).

En este sistema, una señal de transmisión para todos los usuarios pueden comunicarse en la sincronización. Medios, "Sincronización" en este momento es una sensación que se puede enviar para alinear la parte superior de cada señal de usuario. En este sistema, es posible utilizar códigos ortogonales y también es posible reducir la interferencia mutua. Y los códigos ortogonales, es el signo, como la correlación cruzada es decir, 0.

DS-CDMA asíncronos

En el sistema CDMA asíncrono, códigos ortogonales tienen mala correlación cruzada.

A diferencia de la señal de la estación base, la señal desde la estación móvil a la estación base, se convierte en el sistema asincrónico.

En un sistema asíncrono, interferencia aumenta un poco de inversión, sino que utiliza los otros códigos, como código PN o código Gold.

VENTAJAS DE SPREAD SPECTRUM

Dado que la señal se extiende sobre una amplia banda de frecuencias, la densidad espectral de potencia es muy bajo, por lo que otros sistemas de comunicación no sufren de este tipo de comunicación. Sin embargo, el ruido gaussiano aumenta. A continuación hay una lista de algunas de las ventajas principales de Spread Spectrum -

• Multipath puede ser acordado con, como un gran número de códigos puede ser generado, lo que permite un gran número de usuarios.
• En espectro ensanchado, no hay límite de usuarios mientras que hay limitaciones de los usuarios en la tecnología FDMA.
• Seguridad - sin conocer el código de ensanchamiento, no es posible recuperar los datos transmitidos.
• Descendente rechazo - como gran ancho de banda se utiliza el sistema; es menos susceptible a la deformación.