Capítulo 6
Espalhamento de Espectro
6.1 Introdução
As técnicas de espalhamento de espectro foram inicialmente desenvolvidas
com o objetivo de criptografar (codificar) a informação a
ser transmitida de um ponto a outro via rádio a fim de que um terceiro
ponto não pudesse receber a informação a menos que
soubesse como decodificá-la. Verificou-se posteriormente que este
procedimento aumentava consideravelmente a largura de faixa do sinal original
ao mesmo tempo que provocava a diminuição do nível
da densidade espectral de potência, fato que foi denominado espalhamento
do espectro (spectrum spreading). Além disso, também
percebeu-se que o processo era pouco sensível a sinais de interferência,
intencional ou não, superpostos na mesma faixa de frequencia.
6.2 Sinais Pseudo-Aleatórios
A codificação de uma informação pode ser realizada
através de uma longa palavra binária (código) cuja
sequência de bits seja aleatória. A decodificação
é possível desde que esta longa palavra aleatória
(código) seja conhecida. Numa transmissão contínua
de informação, esta palavra aleatória é repetida
periodicamente, gerando um sinal denominado pseudo-aleatório (PN
- pseudo-noise). Dentre os grupos de palavras aleatórias
encontram-se: as sequências máximas e os códigos de
Walsh.
As sequências máximas são geradas por um
registrador de deslocamento realimentado por portas OU-EXCLUSIVO (ver circuito
embaralhador - página 5-09). O comprimento da sequência
é de M=2N-1 bits para um registrador de deslocamento
de N bits sendo igual a probablilidade de ocorrência de bits 0 e
1.
Os códigos de Walsh são gerados através
da lógica de formação da matriz de Walsh onde o índice
representa a ordem da matriz e a barra indica a matriz complementar (negação).
Cada linha da matriz é uma palavra aleatória.
(6-1)
Como os sinais pseudo-aleatórios são determinísticos
e periódicos, cada sinal possui a sua própria densidade espectral
de potência, a qual é formada por impulsos espaçados
de 1/TPN, onde TPN é a duração
da palavra aleatória. Se o sinal for formado por pulsos retangulares
de duração TC=TPN/M, denominados chips,
uma densidade espectral média pode ser estimada.
(6-2)
Na equação acima, m e s2
representam a média e a variância das amplitudes dos pulsos,
respectivamente. Nota-se que quanto menor for a duração do
chip, maior será a largura de faixa e menor será o nível
da densidade espectral do sinal pseudo-aleatório.
Universidade Federal do Paraná
- Departamento de Engenharia Elétrica
- www.eletr.ufpr.br/artuzi