Salto de frecuencia de espectro ensanchado

El salto de frecuencia es una de dos técnicas de modulación básicos utilizadas en la transmisión de una señal de espectro ensanchado. Se trata de la conmutación repetida de frecuencias durante la transmisión de radio, a menudo para reducir al mínimo la eficacia de “guerra electrónica” - es decir, la intercepción no autorizada o el congestionamiento de las telecomunicaciones. También se conoce como acceso de salto de frecuencia múltiple de división de código (FH-CDMA).

Las técnicas de modulación de espectro se han vuelto más comunes en los últimos años. El espectro ensanchado permite a una señal que se transmite a través de una banda de frecuencia que sea mucho más amplia que el ancho de banda mínimo requerido por la señal de información. El transmisor “extiende” la energía, originalmente concentrada en banda estrecha, a través de un número de canales de la banda de frecuencia en un espectro electromagnético más amplio. Los beneficios incluyen privacidad mejorada, disminución de la interferencia de banda estrecha y la capacidad de señal incrementada.

En un sistema FH-CDMA, un transmisor “salta” entre las frecuencias disponibles de acuerdo con un algoritmo especificado, que puede ser aleatorio o previamente planeado. El transmisor funciona en sincronización con el receptor, que permanece sintonizado a la misma frecuencia central que el transmisor. Una breve ráfaga de datos se transmite en una banda estrecha. A continuación, el transmisor sintoniza otra frecuencia y transmite de nuevo. El receptor por lo tanto es capaz de saltar de su frecuencia en un ancho de banda dado varias veces por segundo, transmitiendo en una frecuencia durante un cierto período de tiempo y entonces saltar a otra frecuencia y transmitir de nuevo. El salto de frecuencia requiere un ancho de banda mucho más amplia que la necesaria para transmitir la misma información usando sólo una frecuencia de portadora.

El enfoque de espectro ensanchado que es una alternativa a FH-CDMA es un código de división de secuencia directa y acceso múltiple (DS-CDMA), que corta los datos en trozos pequeños y los separa a través del dominio de la frecuencia. Los dispositivos FH-CDMA utilizan menos energía y son generalmente más baratos, pero el rendimiento de los sistemas DS-CDMA es generalmente mejor y más confiable. La mayor ventaja de salto de frecuencia reside en la coexistencia de varios puntos de acceso en la misma zona, algo que no es posible con secuencia directa.

Ciertas reglas establecen la forma en que se utilizan los dispositivos de salto de frecuencia. En América del Norte, la banda de frecuencias Industrial, Científica y de Medios (ISM) está dividida en 75 canales de salto, con transmisión de potencia que no exceda de 1 vatio en cada canal. Estas restricciones aseguran que un único dispositivo no consume demasiado ancho de banda o quedarse demasiado tiempo en una sola frecuencia.

La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) ha modificado las reglas para permitir que los sistemas de salto de frecuencia de espectro ensanchado en la banda no regulada de 2.4 GHz. El cambio de regla está diseñada para permitir que anchos de banda más amplios, puedan habilitar dispositivos de Internet para operar a velocidades más altas y promover el desarrollo de redes LAN inalámbricas y módems inalámbricos por cable.

La estrella de cine Hedy Lamarr es generalmente acreditada como co-autora de la idea de la transmisión de espectro ensanchado. Ella y su pianista emitieron una patente para dicha técnica durante la Segunda Guerra Mundial. Descubrieron la técnica utilizando un reproductor de piano para controlar los saltos de frecuencia, y lo visualizaron como una forma de proporcionar comunicaciones seguras en tiempo de guerra. La pareja nunca hizo dinero con la invención y su patente expiró con el tiempo. Sylvania introdujo un concepto similar en los 50’s y acuñó el término “espectro ensanchado”.