Este documento trata sobre el acceso múltiple por división de código (CDMA). Explica conceptos como el ensanchamiento de espectro, las secuencias de códigos como las secuencias de Walsh y OVSF, y cómo funciona el CDMA en un entorno celular. También analiza los componentes de interferencia en CDMA multicelular y el problema de cerca-lejos, y cómo se calcula la capacidad en sistemas CDMA. Por último, incluye una tarea que pide describir detalladamente códigos no ortogonales como Gold, S(
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Uni fiee ci sesion 12 cdma
1. Comunicaciones Inalámbricas
- IT246M -
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Ingeniería de Telecomunicaciones
Sesión de Aprendizaje 12 (Modificado)
Acceso Múltiple por División de Código
(CDMA)
Prof. Mag. Ing. José C. Benítez P.
3. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 3
1. Capacidad de un canal
La capacidad del canal es proporcional a su ancho de banda y
a la relación señal-ruido del canal.
De la ecuación anterior se deduce que al expandir el ancho
de banda en varios megahercios hay más del ancho de banda
suficiente para transportar la tasa de datos requerida,
permitiendo contrarrestar los efectos del ruido.
4. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 4
2. Spread Spectrum (SS-Espectro ensanchado)
Comparación de una señal en
banda estrecha con una señal
modulada en secuencia directa. La
señal en banda estrecha se
suprime al transmitir el espectro
ensanchado.
9. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 9
2. Spread Spectrum
FHSS: Frequency Hopping
En los sistemas de salto de frecuencia, la frecuencia portadora del
transmisor cambia (o salta) abruptamente de acuerdo con una
secuencia pseudoaleatoria.
El orden de las frecuencias seleccionadas por el transmisor viene
dictado por la secuencia de código.
El receptor rastrea estos cambios y produce una señal de frecuencia
intermedia constante.
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2. Spread Spectrum
FHSS: Frequency Hopping
FHSS consiste en transmitir una parte de la información en una
determinada frecuencia durante un intervalo de tiempo llamada
dwell time e inferior a 400 ms. Pasado este tiempo se cambia la
frecuencia de emisión y se sigue transmitiendo a otra frecuencia.
De esta manera cada tramo de información se va transmitiendo en
una frecuencia distinta durante un intervalo muy corto de tiempo.
El orden en los saltos en frecuencia se determina según una
secuencia pseudoaleatoria almacenada en unas tablas, y que tanto
el emisor y el receptor deben conocer. Si se mantiene la
sincronización en los saltos de frecuencias se consigue que, aunque
en el tiempo se cambie de canal físico, a nivel lógico se mantiene un
solo canal por el que se realiza la comunicación.
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2. Spread Spectrum
FHSS: Frequency Hopping
Esta técnica también utiliza la zona de los 2.4GHz, la cual organiza
en 79 canales con un ancho de banda de 1MHz cada uno. El número
de saltos por segundo es regulado por cada país, así, por ejemplo,
Estados Unidos fija una tasa mínima de saltos de 2.5 por segundo.
El estándar IEEE 802.11 define la modulación aplicable en este caso.
Se utiliza la modulación en frecuencia FSK (Frequency Shift Keying),
con una velocidad de 1Mbps ampliable a 2Mbps.
En la revisión del estándar, la 802.11b, esta velocidad también ha
aumentado a 11Mbps.
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2. Spread Spectrum
THSS: Time Hopping
Un sistema de salto temporal es un sistema de espectro
ensanchado en el que el periodo y el ciclo de trabajo de una
portadora se varían de forma pseudoaleatoria bajo el control de
una secuencia pseudoaleatoria.
El salto temporal se usa a menudo junto con el salto en frecuencia
para formar un sistema híbrido de espectro ensanchado mediante
acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).
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2. Spread Spectrum
DSSS: Direct sequence
La secuencia directa es quizás uno de los sistemas de espectro
ensanchado más ampliamente conocido, utilizado y relativamente
sencillo de implementar.
Una portadora en banda estrecha se modula mediante una secuencia
pseudoaleatoria (es decir, una señal periódica que parece ruido pero
que no lo es).
Para la secuencia directa, el incremento de ensanchado depende de la
tasa de bits de la secuencia pseudoaleatoria por bit de información.
En el receptor, la información se recupera al multiplicar la señal con una
réplica generada localmente de la secuencia de código.
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2. Spread Spectrum
DSSS: Direct sequence
En esta técnica se genera un patrón de bits redundante para cada uno de los
bits que componen la señal. Cuanto mayor sea este patrón de bits, mayor será
la resistencia de la señal a las interferencias. El estándar IEEE 802.11
recomienda un tamaño de 11 bits, pero el óptimo es de 100.
La secuencia de bits utilizada para modular los bits se conoce como secuencia
de Barker (también llamado código de dispersión o pseudorruido). Es una
secuencia rápida diseñada para que aparezca aproximadamente la misma
cantidad de 1 que de 0. Un ejemplo de esta secuencia es el siguiente. +1-
1+1+1-1+1+1+1-1-1-1-1. Solo los receptores a los que el emisor haya enviado
previamente la secuencia podrán recomponer la señal original. Además, al
sustituir cada bit de datos a transmitir, por una secuencia de 11 bits
equivalente, aunque parte de la señal de transmisión se vea afectada por
interferencias, el receptor aún puede reconstruir fácilmente la información a
partir de la señal recibida.
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2. Spread Spectrum
DSSS: Direct sequence
El estándar IEEE 802.11 ha definido dos tipos de modulación para la técnica de
espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS), la modulación DBPSK
(Differential Binary Phase Shift Keying) y la modulación DQPSK (Differential
Quadrature Phase Shift Keying), que proporcionan una velocidad de
transferencia de 1 y 2 Mbps respectivamente.
El IEEE ha definido otro estándar, en esta revisión, conocida como 802.11b,
además de otras mejoras en seguridad, aumenta esta velocidad hasta los
11Mbps, lo que incrementa notablemente el rendimiento de este tipo de redes.
Las frecuencias vienen comprendidas entre 2.412 y 2.484GHz. Estas son
divididas en canales (puede variar según legislación de cada país).
Canal 01: 2.412 GHz Canal 02: 2.417 GHz Canal 03: 2.422 GHz Canal 04: 2.427
GHz Canal 05: 2.432 GHz Canal 06: 2.437 GHz Canal 07: 2.442 GHz Canal 08:
2.447 GHz Canal 09: 2.452 GHz Canal 10: 2.457 GHz Canal 11: 2.462 GHz Canal
12: 2.467 GHz Canal 13: 2.472 GHz Canal 14: 2.484 GHz.
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2. Spread Spectrum
DSSS: Direct sequence
Para cada canal es necesario un ancho de banda de unos 22 MHz
para poder transmitir la información, por lo que se produce un
inevitable solapamiento de los canales próximos Si tenemos que
poner algunos puntos de acceso cercanos inevitablemente,
deberíamos separarlos lo suficiente siendo recomendable usar
canales que no se solapen. 2, 7 y 12 otra posibilidad seria 3, 8 y 13
otra 4, 9 y 14 por ultimo 1, 8 y 14.
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Bibliografía
1. Dubendorf, Vern A. (2003). Wireless Data Technologies. John
Wiley & Sons, Ltd.
2. http://www.activexperts.com/asmssrvr/cellular/
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Tarea : CDMA
Describir detalladamente los códigos no ortogonal
siguientes:
a) Gold
b) S(2)
c) Golay.
Nota:
• Esta tarea debe desarrollarse mediante mapas
conceptuales y deben ser colocadas en su carpeta
personal del Dropbox del curso, en una carpeta de
nombre:
UNI_CI_SA12_PaternoM
