Espalhamento Espectral — DSSS e Chirp Spread Spectrum

Descrição

12o laboratório de Telecomunicações II (UNIFEI) — simulação de técnicas de espalhamento espectral (Spread Spectrum), incluindo Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) e Chirp Spread Spectrum (CSS).

Categoria: Estudos (Telecomunicações / Simulação) · Complexidade: Média

Objetivo

Implementar e visualizar computacionalmente os princípios de espalhamento espectral, comparando sinal original, sequência de chips e sinal espalhado no dominio do tempo e da frequência.

Funcionalidades

• Geração de sinais NRZ unipolar/bipolar
• Calculo de espectro via FFT
• Simulação de DSSS (espalhamento por sequência direta)
• Simulação de CSS (Chirp Spread Spectrum) com múltiplos parâmetros
• Gráficos lado a lado (tempo x espectro) com tema visual customizado

Tecnologias

• numpy
• scipy
• matplotlib

Estrutura do repositório

spread-spectrum-dsss-css-lab/
├── espalhamento_espectral_dsss_css.ipynb
├── requirements.txt
├── LICENSE
├── .gitignore
└── README.md

Como executar

1. Clone este repositório:

   git clone https://github.com/Igorgaah/spread-spectrum-dsss-css-lab.git
   cd spread-spectrum-dsss-css-lab

2. (Opcional, recomendado) Crie um ambiente virtual:

   python -m venv venv
   source venv/bin/activate  # Windows: venv\Scripts\activate

3. Instale as dependências (veja seção Instalação).
4. Abra o notebook com Jupyter ou Google Colab e execute as células em ordem.

Instalação

pip install -r requirements.txt

Exemplo de utilização

Abra o notebook no Google Colab e execute célula por célula, ou 'Executar tudo'. Os parâmetros de simulação (taxa de bits, número de chips, frequências) podem ser ajustados na célula de configuracao inicial.

Fluxo do projeto

1. Configuracao de parâmetros e sementes aleatorias
2. Definição de funções auxiliares (NRZ, FFT, plotagem)
3. Exercicio DSSS: espalhamento e recuperação do sinal
4. Exercicio CSS: espalhamento por chirp com múltiplos parâmetros

Resultados

Gráficos comparativos entre sinal original, sequência de espalhamento e sinal espalhado, no dominio do tempo e da frequência, demonstrando o aumento de banda ocupada caracteristico do spread spectrum.

Melhorias futuras

• Adicionar canal com ruido e interferência para medir robustez
• Implementar despread e calculo de BER
• Comparar eficiência espectral entre DSSS e CSS

Autor

Igor Rafael Marcelo Morais GitHub: @Igorgaah