En las telecomunicaciones y las comunicaciones por radio , las técnicas de espectro ensanchado son métodos mediante los cuales una señal (por ejemplo, una señal eléctrica, electromagnética o acústica) generada con un ancho de banda determinado se propaga deliberadamente en el dominio de la frecuencia , lo que da como resultado una señal con un ancho de banda más amplio . Estas técnicas se utilizan por una variedad de razones, incluido el establecimiento de comunicaciones seguras, el aumento de la resistencia a la interferencia natural , el ruido y las interferencias , para evitar la detección, para limitar la densidad del flujo de energía (por ejemplo, en satélites ). enlaces descendentes ), y para permitir comunicaciones de acceso múltiple.
El espectro ensanchado generalmente hace uso de una estructura de señal similar al ruido secuencial para ensanchar la señal de información normalmente de banda estrecha sobre una banda de frecuencias (radio) de banda relativamente ancha . El receptor correlaciona las señales recibidas para recuperar la señal de información original. Originalmente había dos motivaciones: resistir los esfuerzos del enemigo para bloquear las comunicaciones (anti-jam, o AJ), u ocultar el hecho de que la comunicación estaba teniendo lugar, a veces llamada baja probabilidad de intercepción (LPI). [1]
El espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS), el espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS), el espectro ensanchado por salto en el tiempo (THSS), el espectro ensanchado de chirp (CSS) y las combinaciones de estas técnicas son formas de espectro ensanchado. Las dos primeras de estas técnicas emplean secuencias de números pseudoaleatorios, creadas mediante generadores de números pseudoaleatorios, para determinar y controlar el patrón de propagación de la señal en el ancho de banda asignado. El estándar inalámbrico IEEE 802.11 utiliza FHSS o DSSS en su interfaz de radio.
La idea de tratar de proteger y evitar interferencias en las transmisiones de radio se remonta a los inicios de la señalización por ondas de radio. En 1899, Guglielmo Marconi experimentó con la recepción de frecuencia selectiva en un intento de minimizar la interferencia. [2] El concepto de salto de frecuencia fue adoptado por la compañía de radio alemana Telefunken y también se describe en parte de una patente estadounidense de 1903 de Nikola Tesla . [3] [4] El libro alemán de 1908 Wireless Telegraphy del pionero de la radio Jonathan Zenneck describe el proceso y señala que Telefunken lo estaba usando anteriormente. [2]Tuvo un uso limitado por parte del ejército alemán en la Primera Guerra Mundial , [5] fue presentado por el ingeniero polaco Leonard Danilewicz en 1929, [6] apareció en una patente en la década de 1930 por Willem Broertjes ( patente de EE. UU. 1,869,659 , emitida el 2 de agosto ). , 1932), y en el sistema de comunicaciones ultrasecreto del Cuerpo de Señales del Ejército de EE. UU. de la Segunda Guerra Mundial llamado SIGSALY .
Durante la Segunda Guerra Mundial, la actriz de la Edad de Oro de Hollywood Hedy Lamarr y el compositor de vanguardia George Antheil desarrollaron un sistema de guía de radio resistente a las interferencias para su uso en torpedos aliados , patentando el dispositivo bajo la patente de EE. UU. 2,292,387 "Sistema de comunicaciones secretas" el 11 de agosto. 1942. Su enfoque fue único en el sentido de que la coordinación de frecuencias se realizó con rollos de pianola de papel, un enfoque novedoso que nunca se puso en práctica. [7]
La generación de reloj de espectro ensanchado (SSCG) se utiliza en algunos sistemas digitales síncronos , especialmente en aquellos que contienen microprocesadores, para reducir la densidad espectral de la interferencia electromagnética (EMI) que generan estos sistemas. Un sistema digital síncrono es aquel que es impulsado por una señal de relojy, debido a su naturaleza periódica, tiene un espectro de frecuencia inevitablemente estrecho. De hecho, una señal de reloj perfecta tendría toda su energía concentrada en una sola frecuencia (la frecuencia de reloj deseada) y sus armónicos. Los sistemas digitales síncronos prácticos irradian energía electromagnética en una serie de bandas estrechas distribuidas en la frecuencia del reloj y sus armónicos, lo que da como resultado un espectro de frecuencia que, en ciertas frecuencias, puede exceder los límites reglamentarios para la interferencia electromagnética (por ejemplo, los de la FCC en los Estados Unidos ). Unidos, JEITA en Japón e IEC en Europa).