Programación de un Radiotransmisor de espectro ensanchado de la banda de 2.4 GHz mediante radio definido por software de procesamiento de señales y el USRP 2901

Abstract

Este trabajo consiste en desarrollar y diseñar un transmisor de espectro de radio en la banda de 2,4 GHz utilizando tecnología de radio definido por software (SDR) y dispositivos USRP NI2901 mediante el programador gráfico LabVIEW. La optimización de la transmisión de datos es importante cuando hablamos de la comunicación inalámbrica, sin embargo, la congestión del espectro e interferencias son problemas importantes que afectan la calidad de la señal, para disminuir ese problema se aumenta la resistencia en los sistemas de transmisión aprovechando mejor el espectro disponible, esta técnica de modulación es conocida como el espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS).

Con la adaptación de la tecnología de espectro ensanchado y la conectividad correcta del USRP 2901 se crean herramientas de prueba junto con los modelos disponibles en LabVIEW creando una interfaz gráfica para el procesamiento digital de señales (DSP), seguido de un ajuste de los parámetros de transmisión en la banda de 2,4 GHz mejorando la transmisión y calidad de la señal formando el esquema del sistema radiotransmisor deseado.

Mediante pruebas experimentales que evalúan el rendimiento del radiotransmisor, se lleva a cabo un análisis de aspectos como la calidad de la señal, la resistencia a la interferencia y la eficiencia del espectro. La modulación de espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS) fue fundamental posible gracias al uso de una secuencia de pseudo-ruido (PN) y la modulación mensaje BPSK. La secuencia PN, generada mediante un polinomio de orden especifico y una longitud de secuencia de ensanchamiento son parámetros principales para ensanchar el espectro de la señal. El pseudo ruido generado se multiplica con los datos del mensaje bpsk, lo que distribuye la energía de la señal a través de un ancho de banda mayor.

La señal ensanchada se modulada utilizando BPSK, lo que permite codificar los bits del mensaje en dos fases distintas de la portadora, garantizando una mayor resistencia al ruido y las interferencias. Este proceso fue clave para lograr una transmisión robusta y eficiente, demostrando las ventajas del DSSS en comunicaciones inalámbricas.

Los resultados obtenidos se comparan con los estándares establecidos en la industria, utilizando herramientas de análisis de datos en LabVIEW como es el caso del analizador de espectros portátiles llamado R&S FSH. Con lo cual se obtiene que el espectro se expanda de manera correcta, apreciando la señal deseada en el software y el analizador portátil; teniendo en cuenta que debe tener la misma magnitud, frecuencia, muestras por segundo, tiempo y ancho de banda