Uni fiee ci sesion 09 cdma

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Uni fiee ci sesion 09 cdma

  1. 1. Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ingeniería de Telecomunicaciones Comunicaciones Inalámbricas - IT246M - Sesión: 9Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) Prof. Ing. José C. Benítez P.
  2. 2. Sesión. CDMA 1. Capacidad de un canal 2. Spread Spectrum (espectro ensanchado) 3. CDMAIT246M Comunicaciones Inalámbricas 2
  3. 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.IT246M Comunicaciones Inalámbricas 3
  4. 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 4
  5. 5. 2. Spread SpectrumSS: Principio IT246M Comunicaciones Inalámbricas 5
  6. 6. 2. Spread SpectrumSS: Principio IT246M Comunicaciones Inalámbricas 6
  7. 7. 2. Spread SpectrumSS: Ventajas IT246M Comunicaciones Inalámbricas 7
  8. 8. 2. Spread SpectrumSS: Tipos de técnicas IT246M Comunicaciones Inalámbricas 8
  9. 9. 2. Spread SpectrumFHSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 9
  10. 10. 2. Spread SpectrumFHSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 10
  11. 11. 2. Spread SpectrumFHSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 11
  12. 12. 2. Spread SpectrumTHSS: 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). IT246M Comunicaciones Inalámbricas 12
  13. 13. 2. Spread SpectrumDSSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 13
  14. 14. 2. Spread SpectrumDSSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 14
  15. 15. 2. Spread SpectrumDSSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 15
  16. 16. 2. Spread SpectrumDSSS: 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. IT246M Comunicaciones Inalámbricas 16
  17. 17. 2. Spread SpectrumTransmisor FHSS: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 17
  18. 18. 2. Spread SpectrumTransmisor DSSS: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 18
  19. 19. 3. CDMACaracteristicas: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 19
  20. 20. 3. CDMASistema DS-CDMA: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 20
  21. 21. 3. CDMACaracterísticas de los códigos: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 21
  22. 22. 3. CDMASecuencias de códigos: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 22
  23. 23. 3. CDMASecuencias de Walsh: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 23
  24. 24. 3. CDMASecuencias OVSF: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 24
  25. 25. 3. CDMAGeneración de Secuencias OVSF: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 25
  26. 26. 3. CDMAEnsanchamiento espectral con DS-CDMA: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 26
  27. 27. 3. CDMAEspectro CDMA y ganancia de procesado: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 27
  28. 28. 3. CDMAProbabilidad de error en CDMA: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 28
  29. 29. 3. CDMACDMA en un entorno celular: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 29
  30. 30. 3. CDMAComponentes de interferencia en CDMA multicelular: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 30
  31. 31. 3. CDMAProblema Cerca-Lejos: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 31
  32. 32. 3. CDMACálculo de la capacidad en CDMA: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 32
  33. 33. 3. CDMACálculo de la capacidad en CDMA: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 33
  34. 34. 3. CDMACálculo de la capacidad en CDMA: IT246M Comunicaciones Inalámbricas 34
  35. 35. Bibliografía 1. Dubendorf, Vern A. (2003). Wireless Data Technologies. John Wiley & Sons, Ltd. 2. http://www.activexperts.com/asmssrvr/cellular/IT246M Comunicaciones Inalámbricas 35
  36. 36. Tarea 4: CDMA1. Describir detalladamente los códigos no ortogonal siguientes: a) Gold b) S(2) c) Golay.Nota:• Estas tareas deben ser colocadas en su carpeta personal del Dropbox del curso:IT246M Comunicaciones Inalámbricas 36
  37. 37. S9. CDMA Blog del curso:http://www.uniwc.blogspot.com 37/70

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