1 Trabajo práctico Tx. de Datos Título: Espectro Esparcido Título: Espectro Esparcido. Aplicaciones. CDMA y GPS Autor: Ing. Alexander López Gavilán Enero 2004

2 Espectro Esparcido. Recientemente, las aplicaciones comerciales del espectro ensanchado han atraído considerable atención, debido a las facilidades de las operaciones CDMA, la posibilidad de sobreponerse al espectro y la disponibilidad de bandas comerciales no licenciadas por el gobierno para esta tecnología. Los variados métodos de SS están de moda en la tecnología espacial, en el campo militar para telecomunicaciones punto a punto, mediciones de distancias y posición muy precisa (GPS); en el Acceso Múltiple por División en Código (CDMA), en redes de área local inalámbrica (WLANs) y en Radio Comunicaciones Interiores (Wireless Indoor Comunications).

3 Espectro Esparcido Que es el Espectro Ensanchado? “Espectro ensanchado es un método de transmisión en el que la señal ocupa un ancho de banda superior al mínimo necesario para enviar la información; este ensanchamiento se consigue por medio de un código, que es independiente de los datos a transmitir; y una recepción sincronizada con dicho código permite la restauración de la banda a su ancho original y, por tanto, la recuperación del mensaje.”

4 Espectro Esparcido La capacidad que tienen las técnicas de espectro ensanchado para afrontar condiciones difíciles y adversas le dan un peculiar atractivo. Beneficios de SS Supresión de señales interferentes que comparten el mismo rango de frecuencias Reducción de la Densidad Espectral de Energía de la señal modulada (El enlace puede operar sin ser detectado por receptores no autorizados) Obtiene buenos resultados en la determinación de posiciones a través de mediciones de demoras pos las disminuciones de los tiempos de establecimientos. Permite Acceso Múltiple: Se reparte el recurso de comunicación entre varios usuarios de una manera coordinada (Ejemplo CMDA, manteniendo al privacidad de las comunicaciones entre usuarios)

5 Espectro Esparcido Fundamentos Teóricos Uno de los fundamentos que sirven de Base para la modulación SS es el “Modelo de Canales Ortogonales” Plantea miento del Modelo: Sea un sistema digital síncrono de comunicaciones compuesto por K canales (transmisor + receptor), que supondremos idéntico, y que conforman lo que llamaremos “espacio de comunicaciones”, donde Wss sería el ancho de banda disponible y Vs la velocidad con que se transmiten los datos, quedando entonces que la dimensión de ese espacio de comunicaciones será:

6 Espectro Esparcido M– Dimensión del Espacio de Comunicaciones Wss- Ancho de Banda Disponible Ts - Período de símbolo Vs- Velocidad Transmisión de los Datos Esto significa que en dicho espacio se pueden albergar M señales ortogonales entre sí, es decir, señales que no se interfieren mutuamente.. De esta forma resulta que cada uno de los canales K disponibles conforman un subespacio D-dimensional:

7 Espectro Esparcido De este desarrollo se obtienen conclusiones interesantes, si suponemos que K van a ser los canales disponibles y Ks los que se emplean en la comunicación (Ks  K), seleccionados de forma aleatoria, se obtiene que:  Mientras menor sea Ks menor será la influencia de la interferencia existente.  Mientras mayor sea K también será menor la influencia de la interferencia. En la práctica lo que sucede con las técnicas de espectro ensanchado es que estas van a obligar a la señal, de un ancho de banda W u en su origen, a ocupar en el canal de comunicaciones un ancho de banda mucho mayor, W ss

8 Espectro Esparcido Ganancia de proceso. Un parámetro muy importante del espectro ensanchado es el factor de ensanchamiento o ganancia de proceso, G p, y queda definido por: Gp=Wss/Wu ejemplo: si una comunicación convencional utiliza un ancho de banda determinado y en virtud de la utilización del espectro ensanchado llega a ocupar un ancho de banda 100 veces superior, la ganancia de proceso es Gp=100

9 Espectro Esparcido Viendo todo esto, podemos decir que Gp no solo muestra en cuanto se ensancha el espectro, sino que también nos da una idea de la calidad y prestaciones de estas técnicas. Principios Básicos del Espectro Ensanchado. La señal modulada ocupa un ancho de banda mucho mayor que el mínimo necesario para su transmisión lo que brinda mayor inmunidad a la interferencia y el acceso multiusuario. El ensanchamiento del espectro se alcanza con una señal ensanchadora pseudo aleatoria (spreading signal) llamada señal de código que es independiente de la señal de dato. En el receptor la recuperación de la señal de dato se logra correlacionando la señal de SS con una réplica sincronizada de la señal de código. La energía de la señal modulada queda dispersa en un Bt muy grande y su densidad espectral de energía es muy pequeña por lo que puede quedar enmascarada por el ruido (LPD)

10 Espectro Esparcido Multiplicar 1 vez por la señal de código en el transmisor ensancha el espectro de la Sx útil. En el receptor se multiplica la Sx demodulada otra vez por la señal de código y mediante filtrado se obtiene la Sx original.

11 Espectro Esparcido Existen diversas formas de hacer realidad el espectro ensanchado en una comunicación, respondiendo cada una de ellas a principios de funcionamiento completamente distintos. Lo que sí tienen en común todos ellos es la utilización, para conseguir el ensanchamiento, de un determinado código que es independiente a los datos a transmitir. Estas técnicas son: Saltos en frecuencia (Frecuency hopping). Saltos en Tiempo (Time hopping). Secuencia Directa (Direct Sequence).

12 Espectro Esparcido Salto de Frecuencia: La señal es conmutada rápidamente entre diversas frecuencias del ancho de banda de manera pseudo aleatoria y el Rx conoce donde encontrar la Sx en un instante determinado Salto de Frecuencia: La señal es conmutada rápidamente entre diversas frecuencias del ancho de banda de manera pseudo aleatoria y el Rx conoce donde encontrar la Sx en un instante determinado La Sx se transmite en pequeñas ráfagas de manera pseudo aleatorio y el Rx sabe cuando esperar la ráfaga. Salto de Tiempo: La Sx se transmite en pequeñas ráfagas de manera pseudo aleatorio y el Rx sabe cuando esperar la ráfaga. La señal de datos digital se codifica directamente a una frecuencia mucho mayor. El código se genera de manera pseudo aleatoria y correlacionando la Sx recibida se obtienen los datos. Secuencia Directa: La señal de datos digital se codifica directamente a una frecuencia mucho mayor. El código se genera de manera pseudo aleatoria y correlacionando la Sx recibida se obtienen los datos.

13 Espectro Esparcido Comparación Desde este punto de vista la técnica FH es bastante más flexible y versátil que la DS, ya que se puede acomodar a cualquier restricción impuesta en el espectro. Es importante hacer notar que en la técnica FH, el factor de la temporización no interviene en absoluto en el ensanchamiento del espectro. La ganancia de proceso en DS esta tecnológicamente limitada debido a la enorme dificultad que entraña trabajar con velocidades superiores a los 100 Mchips/s, especialmente en lo que se refiere a la sincronización. Por el contrario, en FH la limitación estribará en el margen espectral permitido por los transceptores Otra consecuencia derivada de lo anterior es que se puede utilizar en la práctica cualquier relación T b /T h, sin que la ganancia de proceso se vea afectada. Esto da lugar a dos modalidades de la técnica FH: saltos rápidos en frecuencia o FFH y saltos lentos en frecuencia o SFH

14 Espectro Esparcido La Técnica de Salto de Tiempo no ofrece ninguna protección ante escuchas no autorizados. En efecto, a un hipotético espía le sería suficiente con permanecer a la escucha continuamente; el mensaje se recuperaría como si se tratara de una comunicación asíncrona. Puesto que los sistemas TH no pueden ofrecer la atractiva característica LPI (Baja Probabilidad de Interceptación) no es de extrañar su poca o casi nula difusión.

15 Espectro Esparcido APLICACIONES DE ESPECTRO ESPARCIDO - CDMA (Acceso Multiple por División de Código) Global Positioning System) - GPS ( Global Positioning System)

16 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Desde siempre, uno de los grandes retos de las Comunicaciones ha sido el permitir el mayor número posible de comunicaciones simultáneas. Con este propósito han ido surgiendo métodos que se han dado en llamar técnicas de Acceso Múltiple. Existen tres métodos básicos de multiacceso: FDMA (Frecuency Division Múltiple Access), acceso múltiple por división de frecuencia. TDMA (Time Division Múltiple Access), acceso múltiple por división de tiempo. CDMA (Code Division Múltiple Access), acceso múltiple por división de código.

17 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. La dimensión del espacio de comunicaciones con ancho de banda disponible W y durante el tiempo disponible T viene dada por la expresión 2WT. Esto significa que en tal espacio se puede acomodar simultáneamente 2WT señales ortogonales entre sí, es decir, que no se interfieren simultáneamente. Pensando en que las comunicaciones suelen ser de doble banda lateral el sistema podría albergar a N=WT usuarios.

18 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Acceso múltiple FDMA. La manera más fácil e inmediata de alojar a los N usuarios es repartir la banda disponible entre todos ellos, de modo que puedan transmitir todos simultáneamente y durante todo el tiempo disponible. Se necesitará un canal con un ancho de banda de 1/T = W/N debido a que la duración del símbolo a transmitir es T. La separación en frecuencia de los canales así formados garantiza su ortogonalidad. Los usuarios, cada uno en su radiocanal, realizan transmisiones simultáneas e ininterrumpidas en las diferentes frecuencias. Cada receptor selecciona, mediante un filtro sintonizado, el radiocanal deseado. Este es el principio de funcionamiento del FDMA.

19 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Acceso múltiple TDMA. Otro método de acceso múltiple es el TDMA y se puede ver como el dual del FDMA. En TDMA se divide el tiempo disponible entre los N usuarios estableciéndose un riguroso orden de turnos o tramas en el tiempo. Así, los distintos canales consisten en los instantes de tiempo que se habilitan para los usuarios, y esto es lo que garantiza la ortogonalidad. Como el mismo mensaje tiene que ser transmitido a un tiempo N veces menor, hay que acelerar la velocidad del mensaje por lo que se precisará de un ancho de banda W = T/N.

20 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. El CDMA es la aplicación estrella de las técnicas de espectro ensanchado, y la que probablemente más expectación ha despertado en el ámbito comercial El fundamento del CDMA lo encontramos en el mismo modelo que sirvió para exponer el principio del espectro ensanchado: en un espacio vectorial de dimensión N es posible encontrar N vectores ortogonales. Asimilando una palabra código del espectro ensanchado con un vector, lo anterior equivale a decir que en el espacio de comunicaciones de dimensión N podemos encontrar otros tantos códigos ortogonales, con los que permitir N comunicaciones con espectro ensanchado que no se interfieran mutuamente

21 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. En un sistema CDMA los usuarios utilizan simultáneamente y durante todo el tiempo T todo el ancho de banda disponible W, repartiéndose entre ellos el conjunto de N palabras código ortogonales disponibles. Recordando la definición de la ganancia de proceso, G p, esta era la relación entre anchos de banda o la relación entre dimensiones de espacio. De esta forma, decir que se dispone de WT = N dimensiones es lo mismo que decir, por un lado, que podemos albergar a N usuarios ortogonales y por otro lado que podríamos utilizar un canal con espectro ensanchado con una ganancia de proceso G p = N.

22 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Podrían existir superpuestos varios canales de los anteriores siempre y cuando sus palabras código fuesen ortogonales entre sí para que no se interfieran mutuamente. Encontramos así un nuevo significado asociado al parámetro G p, pues coincide numéricamente con el máximo número de usuarios que en teoría pueden compartir un canal mediante CDMA utilizando códigos ortogonales.

23 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Como antes habíamos mencionado el CDMA utiliza la llamada modulación de espectro ensanchado que consiste en la multiplicación de la señal digital a transmitir x(t), de banda estrecha, por otra señal digital c(t) de banda ancha llamada código de ensanchamiento. La señal resultante x(t)c(t) tiene una gran anchura de banda y se denomina x(t) ensanchada. Si esta señal ensanchada se multiplica por la propia señal de código c(t) se produce el efecto contrario de desensanchamiento y mediante cierto procesado puede recuperarse la señal x(t). Ahora si la señal ensanchada se multiplica por otra señal de código distinta c’(t) el resultado sigue siendo una señal ensanchada, que para un receptor, será percibida como una perturbación similar al ruido blanco.

24 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Según la naturaleza del sistema, los sistemas CDMA pueden ser síncronos o asíncronos: LOS SISTEMAS CDMA SÍNCRONOS garantizan por definición que la temporización es universal (es decir, las transiciones de un dato a otro e incluso las de un chip a otro se producen en los mismos instantes para todos los usuarios) y por otro lado, la sincronización de los códigos también es universal (es decir las palabras código no sufren desplazamientos relativos entre ellas). (Un sistema CDMA puede estar basado en cualquiera de las tres técnicas de espectro ensanchado. Surgirían así, tres modalidades del CDMA diferentes entre sí, con las particularidades propias de cada técnica.)

25 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. En el DS-CDMA cada usuario recibe una señal de la forma: p 1 (t)·d 1 (t)+ p 2 (t)·d 2 (t)+... + p N (t)·d N (t) en donde d i (t) y p i (t) son, respectivamente, el mensaje y la palabra código correspondiente al usuario i-ésimo. En la expresión hemos supuesto despreciar el ruido. En otras palabras, cada usuario va a ser capaz de recibir su mensaje correspondiente extrayéndolo de entre todos los demás. Cada receptor identifica el mensaje a él dirigido por medio de la palabra código, siendo completamente insensible a los demás códigos (por ser ortogonales). En la modalidad FH-CDMA la banda queda dividida en N= G p canales de banda estrecha. Todos los usuarios del sistema transmiten a la vez y cada uno usando uno de esos canales estrechos. Sin embargo ahora cada usuario no permanece todo el tiempo ubicado en el mismo canal, sino que la dinámica de la técnica FH lo obliga a saltar de canal en canal. Como los N usuarios están saltando entre N posibles posiciones, es preciso que los modelos de saltos de todos ellos estén, figuradamente, bien organizados, para evitar que en un momento dado, más de un usuario pretenda saltar al mismo canal lo que provocaría una colisión (hit). En esto consiste la ortogonalidad de los códigos en caso FH-CDMA.

26 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. La tercera variante sería el TH-CDMA. Cada usuario utilizaría toda la banda en determinados intervalos de tiempos, como en el TDMA, pero ahora esos intervalos vendrían definidos por la palabra código; diseñando estas adecuadamente se evitarían colisiones (ortogonalidad). No obstante la tendencia actual de los sistemas TDMA hacia una creciente complejidad hace que las diferencias entre el TH-CDMA y el TDMA se vayan volviendo cada vez más difusas.

27 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. CDMA asíncrono. Es evidente que las condiciones de perfecto sincronismo que nos han ayudado a presentar el CDMA síncrono son poco realistas. Lo más habitual es que un sistema de acceso múltiple sea asíncrono ya que, por un lado, cada usuario utilizará el sistema solo cuando tenga algún mensaje que transmitir; y por otro lado, la ubicación de transmisores y receptores será desconocida a priori, por lo que cada señal llegará a un punto dado en un instante también desconocido. En un sistema CDMA el problema de falta de sincronismo se agudiza, pues habría demasiado parámetros que sincronizar: la fase relativa de las palabras código, el período de datos y de chips, sus transiciones, etc. Todo ello no hace sino poner inconvenientes a la realización de los sistemas CDMA síncronos. Típicamente, los sistemas CDMA son asíncronos. Esto quiere decir que los "chips“ de diferentes usuarios no tienen por qué coincidir

28 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Capacidad La capacidad de un sistema se refiere a la cantidad de usuarios que pueden compartir simultáneamente el recurso físico del que se dispone (ancho de banda) manteniendo un nivel de calidad adecuado. En el caso de una comunicación que utiliza el esquema de acceso múltiple CDMA, se tiene que la interferencia en la comunicación proviene de dos fuentes diferentes: Una interna y una externa. -Interferencia externa: Proviene de las células que son vecinas y que están utilizando las mismas frecuencias. -Interferencia interna: Proviene de las transmisiones que realizan los demás usuarios y que se están haciendo por el mismo canal, al mismo tiempo, con códigos diferentes.

29 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. A diferencia de los esquemas FDMA y TDMA que tienen una capacidad limitada, en el CDMA la capacidad está limitada únicamente por la calidad de la comunicación que se desee prestar. Como todos los usuarios comparten la misma frecuencia al mismo tiempo, lo que ocurre es que al adicionar usuarios nuevos se produce más interferencia. ¿Qué se puede hacer para reducir la interferencia, tanto interna como externa? - Lo primero es aprovechar las características de las conversaciones telefónicas. - Lo segundo es tratar de realizar gestión de potencia

30 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Un estudio comparativo entre la capacidad real (canales/célula) que ofrecen el TDMA, FDMA y CDMA muestra que con CDMA se obtiene capacidad veinte veces mayor que la de FDMA y cuatro veces mayor que la de TDMA

31 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. El CDMA tecnología ofrece los numerosos beneficios a los operadores celulares y sus subscriptores. Lo siguiente es una apreciación global de los beneficios de CDMA. 1.La capacidad aumenta de 8 a 10 veces eso de un AMPERIOS el sistema analógico y 4 a 5 veces el de un sistema de GSM 2.La calidad de la llamada mejorada, con bueno y más el sonido consistente como comparado a los AMPERIOS el sistema 3.Sistema simplificado que planea a través del uso de la misma frecuencia en cada sector de cada célula 4.El retiro reforzado 5.Las características del fondos mejoradas, permitiendo, para la posibilidad de menos sitios celulares 6.El tiempo de la charla aumentado para los portables 7.Ancho de banda en la demanda

32 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Ventajas del CDMA VS FDMA y TDMA Flexibilidad: No se requiere sincronización en el enlace. Fácil implementación: Es relativamentefácil añadir nuevos usuarios al sistema. Privacidad: La comunicación solo se puede dar entre aquellos usuarios que posean el código.  Atenuación de canal: La comunicación por espectro ensanchado es afectada en sólo una parte de su ancho, por el Fading.  Resistencia al Jamming

33 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Conclusiones CMDA En este esquema de acceso múltiple, los diferentes usuarios transmiten al mismo tiempo utilizando la misma frecuencia. Las distintas comunicaciones son diferenciadas al codificar la información de acuerdo con una clave particular. El emisor, antes de enviar la información, divide cada bit en varias unidades llamadas chips y codifica el bit antes de enviarlo. Esta técnica se denomina secuencia directa y es una de las técnicas de espectro ensanchado

34 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. Conclusiones CDMA Los servicios móviles basados en el estándar CDMA permitirán a centenares de millones de usuarios disfrutar de contenido multimedia, en todo momento y en cualquier lugar. Según un estudio publicado por la firma Datacomm Research Company, cuya sede se encuentra en Chesterfield, Missouri, el mercado de Internet Móvil estallará una vez que los operadores comiencen a ofrecer recursos multimedia a precios razonables. "Nuestras investigaciones muestran que CDMA llegará allí primero que las demás tecnologías", dice Ira Brodsky, presidente de Datacomm Research y autora principal del estudio titulado "Global CDMA Business Opportunities".

35 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. - CDMA es la elección casi unánime de los operadores para servicios de tercera generación, debido a que es la única interfaz de aire que puede satisfacer los requerimientos de voz y datos del mañana. A pesar de versiones competidoras, como cdma2000 y W-CDMA, la armonización de estándares y los terminales multimodo prometen que se expanda el roaming internacional y se aceleren las economías de escala. - El éxito de Internet Inalámbrico depende de tres nuevas funciones: movilidad, personalización y localización. La movilidad hace que Internet y las aplicaciones empresariales se encuentren disponibles mientras el usuario se mueve. La personalización otorga al usuario las prestaciones y el contenido que requieren, independientemente de dónde se encuentren y qué tipo de terminales están utilizando. La localización proporciona a los usuarios móviles información y servicios específicos, según dónde estén en el momento de usar las redes

36 Técnicas de Acceso Múltiple. CDMA. CDMA utiliza espectro ensanchado con secuencia directa

37 GPS ( Global Positioning System ) ¿Qué es GPS ? GPS (Global Positioning System) es un sistema mundial de localización constituido por una constelación de satélites, cada uno de ellos dotado con relojes atómicos, computadoras, emisores y receptores de radio y por estaciones terrenas que monitorean constantemente a cada uno de los satélites. Los receptores GPS utilizan a estos satélites como puntos de referencias para calcular la latitud, longitud, altitud - con aproximaciones en el orden de metros, inclusive centímetros-, velocidad y tiempo exacto.

38 GPS ( Global Positioning System ) ¿ Como funciona GPS ? Cada satélite transmite su posición y el tiempo exacto cada 1000 veces por segundo a la tierra, donde - cada milisegundo - un receptor computarizado puede calcular a qué distancia se encuentra de un satélite en particular que se encuentra a la vista, multiplicando la velocidad de la luz por el tiempo transcurrido de la señal del satélite al receptor GPS. Al combinar las señales de varios satélites, el receptor puede establecer con "exactitud" su propia posición, altitud e inclusive la velocidad.

39 GPS ( Global Positioning System )  El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) esta formado por una constelación de 27 satélites que orbitan a la Tierra en todo momento.  Estos satélites envían señales de radio hacia la Tierra.  Un Receptor de GPS recibe dichas señales y mediante algunos cálculos, determina su posición sobre la superficie terreste.  Se utiliza un método de “Trilateration” (Triangulación) en 3D para localizar al receptor.

40 GPS ( Global Positioning System )  Ejemplo este método en 2D… Supongámos que no sabemos en dónde estamos, y si preguntamos nos dicen lo siguiente: -Estás a 700 m del Pto A Podemos estar en cualquier punto que este a 700 m del Pto. A Pto A 700m

41 GPS ( Global Positioning System )  Preguntámos a alguien más y nos dice: -Estás a 550 m del Pto B Eso reduce las opciones a tan sólo dos puntos… Pto. A 700m Pto.B 550 m

42 GPS ( Global Positioning System )  Por último otra persona nos ayuda diciéndonos: -Estás a 450 m del Pto C. Con esa última pista podemos saber el punto en el que nos encontramos… Pto. A 700m Pto. C 450m Pto. B 550 m

43 GPS ( Global Positioning System ) Utilización de Modulación SS Ejemplo: Sistema NAVSTAR Frecuencias Usadas. Las señales son enviadas desde los satélites a los receptores en tierra. Cada uno de los satélites que compone el sistema NAVSTAR transmite dos señales en dos frecuencias de portadora denominadas canal L1 y canal L2, debido a que su frecuencia se encuentra comprendida en la Banda L de microondas. Estas frecuencias son, para Ll y L2, 1575.42 MHz y 1227.60 MHz, respectivamente.

44 GPS ( Global Positioning System ) Ambas frecuencias se obtienen a partir del patrón generado por el reloj de cesio 3 del satélite que oscila a 10.23 MHz y que luego se multiplica por 154 y por 120 para obtener L1 y L2 respectivamente..

45 GPS ( Global Positioning System ) La Banda L. El uso de estas altas frecuencias (comprendidas dentro de las microondas, banda L) se ve motivado por varias razones: - Se utiliza un ancho de banda de transmisión de la señal mayor del que realmente se necesita para mandar la información GPS utilizando técnica de Espectro Ensanchado (Spread Spectrum) Lógicamente, sólo se podrá disponer de este ancho de banda en frecuencias muy altas, ya que, esta parte del espectro de frecuencias está menos masificada

46 GPS ( Global Positioning System ) -Para reducir el efecto de la ionosfera, utilizamos una frecuencia lo suficientemente alta para que la atraviese sin reflexiones. -Para que la medida tenga una gran precisión (centímetros por segundo), la longitud de onda de la señal empleada ha de ser pequeña, en este caso centimétricas.

47 GPS ( Global Positioning System ) Necesidades especificas de NAVSTAR para la Transmisión de Datos 1.Que el sistema fuese global. 2.Que el equipo de tierra fuese barato y fácilmente transportable. 3.Que el creador del proyecto se reserve el derecho de decidir quien puede y quien no utilizar el sistema. 4.Que en cualquier circunstancia fuese muy preciso.

48 GPS ( Global Positioning System ) Requisitos Específicos:  El uso de técnicas de correlación en el receptor, que le permite trabajar en malas condiciones señal/ruido, y mejora de forma ostensible el rechazo a interferencias externas y a la multisenda. La posibilidad de discernir entre varios satélites cuyas señales se encuentran simultáneamente a la entrada de la antena. Poner los medios necesarios para poder realizar una medida de pseudodistancia, es decir, correlacionar dos señales. Debido al carácter estratégico de estos enlaces de datos, se requiere de la privacidad de la información y de la exclusividad del acceso a ella. Adopción de medidas contra el “Jamming”.

49 GPS ( Global Positioning System ) Para alcanzar dichos requisitos se adoptaron por una serie de técnicas y tecnologías de la comunicación de información, que lo hacen peculiar: Modulación BPSK. Utilización de “códigos Gold”. Utilización de la técnica de Espectro Expandido (Spread Spectrum). Técnicas de Acceso Múltiple por División de Códigos (CDMA).

50 GPS ( Global Positioning System ) DGPS Con el fin de optimizar la precisión de GPS, se desarrolló una técnica conocida como GPS Diferencial (DGPS). Con DGPS se pueden determinar posiciones con un alto grado de aproximación en el orden de metros, inclusive centímetros; es importante aclarar que estos receptores deben de estar equipados con DGPS DGPS trabaja ayudándose con estaciones terrenas de referencia,

51 GPS ( Global Positioning System ) La Estación de Referencia (con sus coordenadas geográficas exactas, ya conocidas), en vez de calcular otra vez su posición, calcula el tiempo de travesía (Tc) para c/u de los satélites que tiene a la vista y los compara con los tiempos de travesía para cada satélite (Ts). La diferencia entre Tc y Ts se le conoce como Error de Corrección (EC). Entonces, la Estación de Referencia transmite a c/u de los receptores GPS en tierra esos Errores de Corrección para que los utilicen para corregir sus respectivas medidas.

52 GPS ( Global Positioning System ) En la actualidad existen otros sistemas satelitales que ofrecen el servicio de localización, como Inmarsat, AMSC (American Mobile Satellite Corp.), y OmniTRACS de Qualcomm, basándose en GPS y apoyándose en satélites geoestacionarios (GEOs) y sus respectivas estaciones terrenas de monitoreo Aplicaciones de GPS Para navegación aérea o marina Para navegación terrestre Para uso militar Para uso personal y recreativo Etc.

53 GRACIAS