En este artículo, vamos a explicar los conceptos básicos de la multicanalización primaria de ETP, una técnica que permite transmitir varios canales de información en una misma portadora. También vamos a describir dos métodos de multicanalización primaria: el CDMA y el salto de frecuencia.
La multicanalización primaria
Es una técnica de procesamiento de señales que permite transmitir varios canales de información a través de un solo canal físico, utilizando diferentes códigos para cada canal. De esta forma, se aprovecha mejor el ancho de banda disponible y se reduce la interferencia entre los canales. Esta técnica se utiliza en sistemas de comunicación como la televisión digital terrestre (TDT), la radio digital (DAB) o la telefonía móvil (GSM).
Se basa en el uso de modulaciones digitales que permiten dividir el ancho de banda del canal físico en subcanales más estrechos, cada uno de los cuales puede transportar un flujo de datos independiente. De esta forma, se aprovecha mejor el espectro radioeléctrico y se aumenta la capacidad de transmisión.
El EPT (Estándar de Prueba Europeo) es un sistema de medición que evalúa la calidad de la multicanalización primaria en los sistemas de TDT. El EPT consiste en una serie de parámetros que miden el nivel de interferencia, ruido, distorsión y otros factores que afectan al rendimiento de la multicanalización primaria. El EPT se aplica tanto al canal físico como a los subcanales lógicos.
La multicanalización primaria es una técnica que ofrece ventajas como la mayor eficiencia espectral, la flexibilidad en el diseño de servicios y la mejora de la cobertura. Sin embargo, también presenta desafíos como la mayor complejidad técnica, la necesidad de sincronización entre subcanales y la mayor sensibilidad a las perturbaciones. Por ello, es importante realizar mediciones con el EPT para garantizar la calidad de la multicanalización primaria y optimizar su funcionamiento.
En el siguiente video se puede apreciar como es una multicanalización primaria y como se lleva a cabo según el profesor Eliezer de León muticanalizacion
¿Qué es el acceso múltiple por división de código (CDMA) y cómo funciona?
El acceso múltiple por división de código (CDMA) es un tipo de multicanalización primaria de ETP, es decir, un método para permitir que varios usuarios compartan el mismo medio de transmisión, como el espectro radioeléctrico. El CDMA se basa en el uso de códigos pseudoaleatorios que asignan a cada usuario una secuencia única de bits que modula su señal y se multiplican por la señal que se quiere transmitir. De esta forma, las señales de los diferentes usuarios se pueden distinguir entre sí y se evita la interferencia.
Tiene varias ventajas sobre otros tipos de acceso múltiple, como el acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) o el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). Algunas de estas ventajas son:
- Mayor capacidad: el CDMA puede soportar más usuarios por unidad de ancho de banda que el FDMA o el TDMA, ya que aprovecha mejor el espectro disponible y permite una reutilización más eficiente de las frecuencias.
- Mayor seguridad: el CDMA ofrece una mayor protección contra el espionaje o la interceptación de las comunicaciones, ya que las señales se encriptan con los códigos pseudoaleatorios y solo se pueden descifrar con el conocimiento del código correspondiente.
- Mayor calidad: el CDMA reduce el ruido y la distorsión de las señales, ya que utiliza un procesamiento digital que mejora la relación señal/ruido y permite una corrección de errores más efectiva.
- Mayor flexibilidad: el CDMA se adapta mejor a las condiciones variables del canal, ya que utiliza un control de potencia dinámico que ajusta la intensidad de las señales según la distancia y la interferencia entre los usuarios.
El CDMA se utiliza en varios estándares y aplicaciones de comunicación inalámbrica, como el sistema global para las comunicaciones móviles (GSM), el sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS), el sistema de posicionamiento global (GPS) o las redes inalámbricas de área local (WLAN). El CDMA también es la base de la tecnología 5G, que promete ofrecer una mayor velocidad, capacidad y conectividad para los dispositivos móviles.
En el siguient enlace se puede apreciar una simulación de un sistema CDMA, realizada por José Benitez y Carlos Crespo la cual es muy interesante y es de utilidad al indagar en el area
¿Qué es el salto de frecuencia?
El salto de frecuencia es otra técnica que se puede combinar con el CDMA para mejorar el rendimiento del sistema. Consiste en cambiar la frecuencia portadora de forma aleatoria o pseudoaleatoria, siguiendo un patrón conocido solo por el emisor y el receptor. Esta técnica tiene varias ventajas, como la resistencia al ruido, la seguridad, la eficiencia espectral y la reducción de interferencias.
Se utiliza en diversos sistemas de comunicación, como el Bluetooth, el Wi-Fi, el GSM y el GPS. El salto de frecuencia permite que varios dispositivos puedan compartir el mismo espectro de frecuencias sin causar colisiones o interferencias mutuas. Además, el salto de frecuencia dificulta la interceptación o el bloqueo de las señales por parte de terceros, ya que se necesita conocer el patrón de cambio de frecuencia para poder sintonizar con la señal correcta.
El salto de frecuencia es una técnica muy útil para mejorar la calidad y la seguridad de las comunicaciones inalámbricas, que se basa en cambiar la frecuencia portadora según un patrón preestablecido. El salto de frecuencia se puede realizar de forma rápida o lenta, dependiendo del tipo de aplicación y del nivel de robustez deseado.
Se puede clasificar en dos tipos: salto rápido y salto lento. El salto rápido implica que la duración de cada frecuencia portadora es menor que la duración del símbolo transmitido, lo que significa que se cambia de frecuencia varias veces dentro de un mismo símbolo. El salto lento implica que la duración de cada frecuencia portadora es mayor que la duración del símbolo transmitido, lo que significa que se transmite más de un símbolo en una misma frecuencia.
El salto rápido tiene la ventaja de ser más resistente al ruido y a las interferencias, ya que si una frecuencia se ve afectada por algún factor externo, solo se pierde una pequeña parte del símbolo. El salto lento tiene la ventaja de ser más eficiente en el uso del espectro, ya que se aprovecha mejor cada frecuencia y se evita el solapamiento entre ellas.
Ventajas de la multicanalización primaria de ETP
- Permite transmitir más información en un mismo ancho de banda, aumentando la capacidad del sistema.
- Reduce la interferencia entre los canales, mejorando la calidad de la señal.
- Aumenta la seguridad y la privacidad de las comunicaciones, al dificultar el acceso no autorizado a los canales.
- Es más flexible y adaptable a las condiciones del canal, al permitir variar el número y el tipo de códigos según la demanda.
Desventajas de la multicanalización primaria de ETP
- Requiere una sincronización precisa entre los usuarios y el receptor, lo que implica una mayor complejidad del sistema.
- Genera un efecto llamado "ensanchamiento del espectro", que hace que la señal ocupe más ancho de banda del necesario, lo que puede causar interferencia con otros sistemas.
- Necesita un mayor procesamiento de la señal, lo que implica un mayor consumo de energía y recursos.
En conclusión, la multicanalización primaria de ETP es una técnica que permite aumentar la capacidad y la eficiencia espectral de los sistemas de comunicación inalámbrica. El CDMA y el salto de frecuencia son dos formas de implementar esta técnica, que se basan en el uso de códigos y frecuencias ortogonales, respectivamente, para diferenciar los canales. Ambos métodos tienen ventajas y desventajas, que dependen del tipo de aplicación, el entorno y los requisitos de calidad. Por ejemplo, el CDMA ofrece una mayor resistencia al ruido y a las interferencias, pero requiere una sincronización precisa y un control de potencia. El salto de frecuencia, por otro lado, es más simple y flexible, pero es más susceptible a la interferencia y al desvanecimiento selectivo en frecuencia. Por lo tanto, es importante analizar las características y las necesidades de cada sistema para elegir la mejor opción de multicanalización primaria.
Referencias
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