Capítulo 6 - Espalhamento de Espectro - Página 01 

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