1. Espectro Expandido

1.10. Chirp

Técnica de ensanchamiento Chirp

Chirp: Compressed High Intensity Radar Pulse

La expansión del espectro por medio de la técnica chirp fue desarrollada para aplicaciones de radares en 1940, posteriormente fue utilizada por lo militares y agencias de seguridad para aplicaciones de comunicación. En la actualidad esta técnica se ha hecho muy popular en las comunicaciones debido a que requiere un bajo nivel de potencia de transmisión y a que es muy robusta a factores de ruido como el efecto Doppler.

 ¿Se pide al alumno buscar que es el efecto Doppler y en que escenarios puede aparecer?


la técnica chirp que consiste en modular el mensaje por medio de una señal que varía continuamente en frecuencia.

La excursión de la frecuencia se da en una banda limitada por f_final y f_inicio y de manera lineal, al llegar a la final la frecuencia reinicia tomando el valor f_inicio y creciendo de nuevo desde ahí.


La cantidad de bits que se pueden codificar por símbolo viene dado por un parámetro ajustable llamado Spreading Factor (SF), por lo cual si este tiene un valor de N, el símbolo representa N bits y puede tener 2 N  valores de frecuencia a lo que puede brincar.

El SF es usado para determinar la tasa de envío de símbolos Rs, sería análogo a los Baud Rates.

Si por ejemplo tenemos que enviar en una comunicación conjuntos de 7 bits o codificar 7 bits, 2SF = 2 7 = 128 ( 0 a 127).


Ver que el símbolo está determinado por la frecuencia de inicio en el tiempo del Símbolo Ts.

Aquí vemos 4 símbolos pero de manera separada

  • Habrá tantas posibles frecuencias de inicio como bits codificados por símbolo.
  • Cuando el barrido llega al final de la banda comienza desde el principio.
  • Cada símbolo comienza el barrido en otra frecuencia.
  • Para cada símbolo se "barre" toda la banda , todo el tiempo de símbolo.
Chirp Spread Spectrum se utiliza en radares, comunicaciones espaciales y militares debido a su largo alcance, baja potencia de transmisión y menor interferencia.
En el tiempo se vería de la siguiente manera, esto fue generado con Matlab

Estudios mas profundos de esta técnica escapan a nuestra materia, el propósito es mostrar al alumno que hay técnicas de modulación complejas que permiten llevar las comunicaciones a escenarios en los que creíamos imposibles.

https://medium.com/pruebas-de-laboratorio-de-la-modulaci%C3%B3n-lora/modulaci%C3%B3n-lora-4ad74cabd59e

https://www.rfwireless-world.com/Terminology/What-is-difference-between-Chip-and-Chirp-in-LoRaWAN.html

https://www.radartutorial.eu/08.transmitters/tx17.es.html