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FHSS La tecnología inalámbrica de espectro ensanchado con salto de frecuencia

La técnica FHSS, o Frequency Hopping Spread Spectrum en inglés, es una forma de modulación en la que la señal se transmite a través de diversas frecuencias de radio en apariencia aleatorias. Esto se logra a través de un proceso de salto sincrónico de frecuencia en el transmisor. Para aquellos que no están autorizados, la señal será incomprensible y, si intentan interceptarla, solo podrán capturar unos pocos bits. La transmisión en espectro ensanchado presenta tres beneficios significativos:

La mecánica detrás del salto de frecuencia en el espectro ensanchado

La tecnología de espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) se utiliza en diversos dispositivos inalámbricos como teléfonos móviles, redes de área local inalámbricas (WLAN) y sistemas de radio comunicación.

Esta tecnología aprovecha un espectro de frecuencia más amplio del necesario para transmitir la información, lo que permite una mayor velocidad y seguridad en la comunicación.

En lugar de utilizar una única frecuencia, el FHSS saltará de una a otra dentro del espectro disponible. Este salto es aleatorio y controlado, lo que dificulta la interceptación e interferencia de la señal.

Qué es FHSS

FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) o Espectro Ensanachado con Salto de Frecuencia es una técnica de transmisión de datos inalámbrica que utiliza un ancho de banda mucho mayor al necesario para transmitir la información. En lugar de utilizar toda la banda de frecuencia, se divide en múltiples subfrecuencias que son saltadas en un orden preestablecido y sincronizado entre el emisor y el receptor. Esta secuencia de salto de una subfrecuencia a otra se conoce como patrón de salto de frecuencia.

Cómo funciona FHSS

El método de transmisión FHSS se fundamenta en la idea de que un cambio constante y rápido entre frecuencias dificulta la interceptación de la señal por parte de terceros. Además, ofrece una mayor inmunidad a interferencias y una transmisión de datos más eficiente.

Durante la transmisión, tanto el emisor como el receptor deben estar sincronizados en el mismo patrón de salto de frecuencia. El emisor divide los datos en paquetes y los envía a través de diferentes subfrecuencias del espectro establecido. Por su parte, el receptor debe estar saltando entre las mismas subfrecuencias y en el mismo orden para poder recibir los datos correctamente.

Es importante resaltar que el uso de FHSS no garantiza una seguridad absoluta en la transmisión de datos, ya que si el patrón de salto de frecuencia es conocido, es posible detectar y descifrar la señal. Sin embargo, sigue siendo una técnica altamente eficaz para la comunicación inalámbrica de datos.

DSSS y FHSS diferencias en propagación de espectro

La principal diferencia entre DSSS y FHSS radica en su uso del ancho de banda disponible. Mientras que DSSS emplea toda la banda de frecuencia para transmitir datos, FHSS utiliza una banda de frecuencia determinada dividida en múltiples subfrecuencias, lo que significa un uso de ancho de banda mucho mayor al necesario.

Otra diferencia relevante es la resistencia a interferencias. FHSS presenta una mayor resistencia, ya que salta rápidamente entre frecuencias, dificultando la interceptación de la señal. En cambio, DSSS es más vulnerable debido a su uso de toda la banda de frecuencia disponible.

Sin embargo, la elección entre DSSS y FHSS dependerá de las necesidades específicas de cada aplicación.

Consideraciones técnicaseditar

El ancho de banda para la técnica de salto de frecuencia es considerablemente mayor que el requerido para una transmisión en una única frecuencia portadora. Sin embargo, dado que se utiliza solo una franja del ancho de banda en un momento determinado, el ancho de banda de interferencia real no aumenta significativamente.

En los sistemas de salto de frecuencia, sincronizar el transmisor y el receptor es uno de los principales desafíos. Una solución es garantizar que el emisor utilice todos los canales en un periodo de tiempo determinado.

En entornos de radio multipunto, se pueden realizar múltiples transmisiones en la misma frecuencia con la ayuda de múltiples radios. Esto permite alcanzar mayores velocidades de datos que el límite de Shannon para un único canal. Cabe destacar que, a diferencia de otras técnicas, los sistemas de espectro ensanchado no violan este límite.

Un aspecto clave de los sistemas de espectro ensanchado radica en su dependencia del exceso de señal al ruido para el uso del espectro. Esta característica también se presenta en otros sistemas como MIMO y DSSS. Además, la utilización de antenas direccionales y la orientación del haz contribuyen a mejorar la calidad de la transmisión.

El mecanismo del ensanchamiento del espectro explicado

Explorando el espectro ensanchado, también conocido como spread spectrum en inglés, una técnica clave en la transmisión de datos. Consiste en distribuir la señal de información en un rango de frecuencias mucho más amplio de lo necesario. Fue desarrollada en los años 40 por la actriz y secretaria estadounidense Hedy Lamarr y el compositor George Antheil, quienes buscaban una forma de proteger las comunicaciones durante la Segunda Guerra Mundial.

Con el objetivo de mejorar la seguridad y confiabilidad de las comunicaciones inalámbricas, se utiliza la técnica del espectro ensanchado. Se distribuye la señal de información en un rango más amplio, lo que dificulta su detección y decodificación por terceros que intenten interferir en la comunicación. Además, si hay interferencias en una parte del espectro ensanchado, la señal puede recuperarse de otras partes del mismo.

Hay dos tipos principales de espectro ensanchado: el espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS) y el espectro ensanchado de salto de frecuencia (FHSS). En DSSS, la señal portadora es modulada mediante una secuencia pseudoaleatoria, distribuyéndose la información en un rango más amplio que el original de la señal. Por otro lado, en FHSS la señal portadora cambia de frecuencia de forma aleatoria a lo largo del espectro ensanchado.

Uso civileditar

En Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) ha actualizado las normas para permitir el uso de sistemas de salto de frecuencia de espectro ensanchado en la banda sin licencia de 2,4 GHz. Esto ha permitido a muchos dispositivos de consumo utilizar esta banda de manera más eficiente y con mayor alcance.

Entre estos dispositivos se encuentran algunos walkie-talkies que utilizan la tecnología de espectro ensanchado por salto de frecuencia, los cuales han sido desarrollados para su uso en la banda de 900 MHz sin necesidad de licencias específicas.

Estos aparatos se comercializan bajo el nombre de eXtreme Radio Service (eXRS), y aunque su nombre puede parecer similar a la asignación FRS, su diseño es completamente diferente.

Utilización del espectro ensanchado en diferentes contextos

La modulación de espectro ensanchado, también conocida como Spread Spectrum, es una estrategia de transmisión de datos ampliamente empleada en el campo de las telecomunicaciones. Su finalidad principal es evitar posibles interferencias y mejorar la seguridad en la transmisión de señales.

Este sistema de modulación se basa en la distribución de una señal a lo largo de un ancho de banda mayor al necesario para transmitir la información deseada. Esta acción provee una mayor resistencia a las interferencias y dificulta su detección por parte de otros dispositivos.

Entre sus usos más destacados, se encuentra su aplicación en comunicaciones militares, donde garantiza un nivel óptimo de privacidad y protección contra posibles interferencias. También se emplea en áreas como comunicaciones por satélite y en tecnologías inalámbricas como Wi-Fi y Bluetooth.

DECODIFICANDO DSSS Y FHSS Una Explicación sobre estas Tecnologías de Modulación de Señal

Si eres una de esas personas fascinadas por la tecnología inalámbrica, es muy probable que hayas leído o escuchado sobre las técnicas de transmisión de datos llamadas DSSS y FHSS. Pero, ¿te has preguntado qué significan realmente y cómo operan? A continuación, te lo explicaremos de manera clara y concisa.

DSSS y FHSS: ¿qué son y cómo funcionan?

DSSS (Spread Spectrum de Secuencia Directa) y FHSS (Spread Spectrum de Salto de Frecuencia) son dos técnicas de transmisión utilizadas en sistemas de comunicación inalámbrica. Ambas tienen como objetivo transmitir datos de manera segura y confiable, pero lo hacen de manera diferente.

DSSS funciona dividiendo los datos en pequeñas partes y transmitiéndolos a través de múltiples frecuencias simultáneamente. Por otro lado, FHSS cambia rápidamente entre diferentes frecuencias de transmisión durante la transmisión de datos.

Diferencias entre DSSS y FHSS

Mientras que DSSS utiliza un amplio ancho de banda para transmitir datos, FHSS utiliza un ancho de banda más estrecho pero cambia de frecuencia constantemente. Además, FHSS es más resistente a las interferencias y puede funcionar en entornos ruidosos, mientras que DSSS es más vulnerable a las interferencias.

Sin embargo, cada una tiene su manera única de lograrlo y pueden ser más adecuadas según el entorno en el que se utilicen.

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