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CDMA es una técnica que no lleva a cabo un acceso múltiple mediante una división de las transmisiones de los diferentes usuarios en frecuencia o tiempo, en lugar de eso se realiza una división asignando a cada usuario un código diferente, de esta manera es posible que múltiples usuarios puedan transmitir de manera simultánea sobre el mismo canal. Cada dispositivo que emplea CDMA está programado con un pseudocódigo, el cual

se utiliza para extender una señal de baja potencia sobre un espectro de frecuencias amplio o banda ancha mediante la técnica de Espectro Esparcido (Spread Spectrum). Si el receptor recibe múltiples señales de banda ancha se utilizará el código asignado a un usuario en particular para transformar la señal de banda ancha recibida de ese usuario y recuperar la información original. Durante este proceso de recuperación, la potencia de la señal deseada es comprimida dentro del ancho de banda original, mientras las otras señales de banda ancha del resto los usuarios aparecen como ruido ante la señal deseada.

Tabla 1.1. Comparación de Técnicas de Acceso Múltiple

Método SDMA TDMA FDMA CDMA

Divide en Espacio (Segmenta el espacio aéreo por sectores) Tiempo (Segmenta tiempo de transmisión) Frecuencia (Segmenta el ancho de banda) Código (Segmenta códigos en espectro disperso) Terminales Una activa por

sector Todas activas en diferentes tiempos Cada terminal posee su propias frecuencia Todas activas Separación de Señal Antenas Direccionales estructura de célula Sincronización en el dominio del tiempo Filtrado en el dominio de la frecuencia Código más receptores especiales

Ventajas Muy simple

incrementa capacidad

Muy flexible Simple, robusto.

Flexible, menor cantidad de planeación necesaria. Desventajas Inflexible, antenas fijas Sincronización complicada, requiere tiempos de guarda Inflexible, las frecuencias son un recurso caro Receptores complejos, requiere control de potencia

Espectro disperso (Spread Spectrum).

Al desarrollar sistemas de comunicación digital es debe tratar de emplear el ancho de banda disponible del canal de comunicación de una manera óptima y utilizando la menor potencia posible para proveer servicios de comunicación con una calidad adecuada. Para lograr dicho objetivo se debe considerar aspectos tales como la inmunidad de la señal frente a interferencias y confidencialidad en las comunicaciones, y esto se logra empleando la técnica de modulación de espectro extendido, la cual es requerida para poder llevar a cabo acceso múltiple por división de códigos.

Una de las principales ventajas de emplear la modulación de espectro esparcido es la alta inmunidad que se obtiene frente a interferencias de usuarios que utilizan el mismo canal de comunicación o interferencias intencionales por parte de personas que desean bloquear la comunicación (jamming).

La técnica esparcimiento de espectro consiste en distribuir la potencia de una señal en un ancho de banda mayor al de la información. Dicho esparcimiento se lleva a cabo al serle agregada a la señal de información un código pseudoaleatorio con una velocidad de transmisión mayor. De este modo se obtiene una señal con una densidad de potencia comparable al ruido, requiriendo un ancho de banda amplio en relación con la información en banda base, mientras que la cantidad de energía total de la señal de información en banda base debe ser la misma que la señal Spread Spectrum.

Se debe tener muy en cuenta la ecuación de la capacidad de canal de Shannon, es decir que la relación señal a ruido (SNR) se puede disminuir sin que aumente la tasa de error de bit, esto implica que si la señal se esparce sobre un ancho de banda grande con un menor nivel de potencia espectral, aún se puede lograr la tasa de transmisión requerida. Si la potencia de la señal se interpreta como la zona bajo la densidad espectral de potencia, entonces señales con la potencia total equivalente pueden tener o una potencia grande de la señal concentrada en un ancho de banda pequeño o una potencia pequeña esparcida sobre un ancho de banda grande.

Técnicas de Modulación Spread Spectrum.

Las técnicas de modulación Spread Spectrum fueron originalmente desarrolladas para sistemas de comunicación militares debido a su resistencia ante señales de interferencia y por su baja probabilidad de detección. Los métodos de modulación para generar Spread Spectrum son los siguientes:

 FHSS (Espectro Esparcido por Saltos de Frecuencia)

 THSS (Espectro Esparcido por Saltos de Tiempo)

 DSSS (Espectro Esparcido por Secuencia Directa)

 HSS (Espectro Esparcido Híbrido)

Espectro Esparcido por Saltos de Frecuencia.

Esta técnica consiste en tomar la señal en banda base a ser transmitida y modularla con una señal portadora que realiza saltos de frecuencia en función del tiempo dentro de un ancho de banda asignado. El cambio periódico de frecuencia de la portadora reduce la interferencia producida por señales de banda angosta, afectando únicamente si ambas señales se transmiten en la misma frecuencia y en el mismo instante de tiempo.

Empleando saltos de frecuencia es posible que varios usuarios empleen la misma banda de frecuencia sin que se interfieran, asumiendo que cada uno de ellos emplea un

patrón de salto diferente. De esta forma si dos patrones de salto nunca utilizan la misma frecuencia se dice que son ortogonales.

Espectro Esparcido por Saltos de Tiempo.

Con esta técnica información es transmitida durante determinados intervalos de tiempo en base a un código asignado a cada usuario. Con esta técnica un periodo de tiempo es dividido en intervalos denominados tramas y éstos a su vez divididos en M intervalos de tiempo más pequeños llamados time slots. De esta forma en la señal de un usuario no es transmitida en forma continua, sino por intervalos de tiempo contando cada usuario con un código asignado.

Figura 1. 7. Principio de Espectro Esparcido por Saltos de Frecuencia [3]

Espectro Esparcido por Secuencia Directa.

Cuando se emplea esta técnica cada bit de la señal original es representado por múltiples bits utilizando un código de esparcimiento, el cual esparce la señal dentro de un ancho de banda en proporción directa al número de bits utilizados.

El esparcimiento de la información es llevado a cabo utilizando una señal denominada código pseudoaleatorio, la cual es independiente de la información y cuenta con una velocidad de transmisión mayor al de la señal de información.

La combinación de la señal de información y el código pseudoaleatorio o también llamado código de esparcimiento se realiza mediante la operación OR exclusiva (XOR), obteniéndose de este modo la señal a ser transmitida. Por su parte el receptor debe contar con el código de esparcimiento correcto para recuperar la información.

Espectro Esparcido Híbrido.

Un sistema híbrido se lo realiza con el fin de combinar las ventajas específicas de cada técnica de modulación y se forma de la combinación de dos tipos de técnicas de espectro esparcido. De las técnicas de espectro extendido podemos tener algunos posibles sistemas híbridos como: DS/FH, DS/TH, FH/TH, DS/FH/TH.

Secuencias de Esparcimiento.

Una secuencia de esparcimiento idealmente debería ser aleatoria, pero esto no ocurre así pues tanto el transmisor como el receptor deben conocer dicha información, por lo tanto es necesario generar secuencias que aparenten ser aleatorias. Estas secuencias son creadas por un generador de pseudo ruido (PN) en base a algoritmos determinísticos mismos que producen secuencias no aleatorias estadísticamente (pseudoaleatorias), los bits pseudo randómicos empleados en este proceso se los conoce como chips.

Las principales características con las que deben contar las secuencias PN son la aleatoriedad e imprevisibilidad para evitar una posible intercepción de la información o recepción de señales que no correspondan a un determinado usuario.