TRANSMISIN DIGITAL PASO BANDA

Contenido1.- El canal paso banda. 2.- Modulacin digital.

Objetivo.-

Al finalizar, el lector ser capaz de describir los tipos de modulacin digital y calcular la tasa de bit y de baudio para un canal con determinada modulacin. Aplicar los principios de modulacin digital a p p p g mdems telefnicos, DSL y cable.

ltima modificacin: 1 de octubre de 2010www.coimbraweb.com

Tema 5 de: COMUNICACIONES DIGITALES Edison Coimbra G.1

1.- El canal paso bandaLa transmisin en banda ancha o paso banda usando modulacin digital implica convertir la seal digital a una seal analgica para su transmisin. La modulacin permite usar un canal paso banda un canal con un ancho de banda que no empieza en cero. Este tipo de canal est ms disponible que un canal paso bajo, por ejemplo en la red telefnica. l d t l f i

Si el canal disponible es un canal paso banda, no se puede enviar la seal digital directamente al canal, es necesario convertir l sea di it l a una seal analgica antes d l t l l i ti la digital l l i t de la transmisin. i i Para la conversin o modulacin, se usa una seal analgica de frecuencia nica, llamada portadora. La amplitud, frecuencia o fase de esta portadora se cambia para que parezca como la seal digital.

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Ejemplo 1: transmisin por banda anchaUn ejemplo de transmisin por banda ancha o paso banda usando modulacin es el envo de datos d una PC a t de travs d una l lnea t l f i telefnica. d t de

Estas lneas se disearon para transportar voz con un BW limitado entre 300 y 3.400 Hz. Aunque este canal se puede usar como un canal paso bajo, normalmente se considera un canal paso banda. Una razn es que el BW es tan estrecho (3.300 Hz) que si se trata como un paso bajo y se usa transmisin banda base, la velocidad mxima que se consigue es 6,6 kbps. La solucin es considerarlo un canal paso banda y usar tcnicas de modulacin con ayuda de mdems.www.coimbraweb.com

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2.- Modulacin digitalLa modulacin digital o conversin de digital a analgico es el proceso de cambiar una de las caractersticas de una seal analgica en informacin basada en una seal digital. Al cambiar cualquiera de las 3 caractersticas principales de una seal analgica, se obtienen 3 b i mecanismos para modular datos digitales e se a es en seales analgicas. Modulacin por desplazamiento de amplitud (ASK) Modulacin por desplazamiento de frecuencia d l i d l i d f i (FSK) Modulacin por desplazamiento de fase (PSK) Hay un cuarto mecanismo (y mejor) que combina cambios en fase y amplitud y que se denomina modulacin de amplitud en cuadratura (QAM). Es el ms eficiente de estos mecanismos y es el que se usa en todos los mdems modernos.www.coimbraweb.com

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Modulacin ASKBits y smbolos Un bit es la entidad ms pequea de informacin. Un smbolo (baud) es la unidad ms corta d una seal. t de l

Tasa de bit y tasa de baud La tasa de bit es el nmero de bi d bits enviados en 1 i d segundo (bps) La tasa de baud es el nmero de smbolos enviados en 1 segundo (baud) (baud).

Ancho de banda de ASK

Nbaud = Tasa de baud

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Modulacin FSKBits y smbolos Un bit es la entidad ms pequea de informacin. Un smbolo (baud) es la unidad ms corta d una seal. t de l

Tasa de bit y tasa de baud La tasa de bit es el nmero de bi d bits enviados en 1 i d segundo (bps) La tasa de baud es el nmero de smbolos enviados en 1 segundo (baud) (baud).

Ancho de banda de A h d b d d FSK

Nbaud = Tasa de baud

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Modulacin PSKBits y smbolos Un bit es la entidad ms pequea de informacin. Un smbolo (baud) es la unidad ms corta d una seal. t de l

Tasa de bit y tasa de baud La tasa de bit es el nmero de bi d bits enviados en 1 i d segundo (bps) La tasa de baud es el nmero de smbolos enviados en 1 segundo (baud) (baud).

Ancho de banda de A h d b d d FSK

Nbaud = Tasa de baud

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Modulacin PSK - Variantes

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Ejemplo 2: BW de seal ASKCalcule el BW mnimo para una seal ASK que se transmite 2 kbps. El modo de transmisin es halfduplex.

Respuesta.- En ASK, las tasas de baud y de bit son iguales, por tanto Nbaud = 2 kBd y el BW mnimo = 2kHz.

Ejemplo 3: Tasa de bit de seal ASKDado un BW de 5 kHz para una seal ASK, Cul es la tasa de baudios y la tasa de bits?

Respuesta.- E ASK l tasa d b d = BW por tanto, Nbaud = 5 kBd y l tasa d bi = 5 kb R t En la de baud BW, la de bit kbps.

Ejemplo 4: BW de seal ASKEn E transmisin de datos, se pueden usar enlaces f ll d l i i d d d l full-duplex con comunicacin en ambos sentidos. i i b id Es necesario dividir el BW en 2 frecuencia portadoras. Dado un BW de 1 kHz (1 a 11 kHz), dibuje un diagrama ASK full-duplex del sistema. Calcule las portadoras y los BW en cada direccin. Asuma que no hay intervalos entre las bandas de ambas direcciones

Respuesta.Para ASK full-duplex, el BW en cada direccin es BW = 10 kHz/2 = 5 kHz. Las portadoras se eligen en la mitad de cada banda. fc(adelante) = 1 kHz + 5 kHz/2 = 3.5 kHz fc(atrs) = 11 kHz 5 kHz/2 = 8.5 kHwww.coimbraweb.com www.coimbraweb.com

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Ejemplo 5: BW de seal FSKCalcule el BW mximo para una seal FSK que se transmite a 2 kbps. La transmisin es en modo half-duplex half duplex y las portadoras deben estar separadas por 3 kHz kHz.

Respuesta.- Si fc1 y fc0 son las portadoras, entonces BW = Nbaud + ( fc1 fc0 ) = 2 kHz + 3 kHz = 5 kHz.

Ejemplo 6: Tasa de bit de seal FSKCalcule la mxima tasa de bits de una seal FSK si el BW del medio es 12 kHz y la diferencia entre las dos portadoras debe ser al menos 2 kHz. La transmisin se lleva a cabo en modo full-duplex

p Respuesta.-

p g p En la transmisin full-duplex, se asignan 6 kHz para cada direccin. Para FSK, si fc1 y fc0 son las portadoras, entonces BW = fc1 fc0 + Nbaud, por tanto Nbaud = 4 kBd. que es igual a la tasa de bit, es decir 4 kbps.

Ejemplo 7: BW de seal 4-PSKCalcule el BW de una seal 4-PSK que se transmite a 2 kbps. La transmisin se lleva a cabo en modo half-duplex.

Respuesta.- En 4-PSK la tasa de baud es 1/2 de la de bit. Por tanto, Nbaud = 1 kBd. Por consiguiente, elBW = 1 kHz.

Ejemplo 8: Tasa de bit de seal 8-PSKDado un BW de 5 kHz para una seal 8-PSK, calcule la tasa de baud y la tasa de bit.

Respuesta.- En PSK la tasa de baud = BW, es decir Nbaud = 5 kBd. Pero, en 8-PSK la tasa de bit es3Nbaud , por lo que la tasa de bit = 15 kbps

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Modulacin QAM

Estndares Ancho de banda de A h d b d d QAM

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Ejemplo 9: Tasa de baud de seal 8-PSKUn diagrama de constelacin est formado por 8 puntos igualmente espaciados sobre un crculo. Si la tasa de bit es 4.8 kbps, cul es la tasa de baudio?

Respuesta.- La constelacin indica 8-PSK con los puntos separados 45. Puesto que 23 = 8, setransmiten 3 bits con cada smbolo (baud). Por tanto, Nbaud = 1.6 kBd.

Ejemplo 10: Tasa de bit de seal 16-QAMCalcule la tasa de bit para una seal 16-QAM de 1 kBd

Respuesta.- Una seal 16-QAM tiene 4 bits por baud, puesto que 24 = 16, por tanto, tasa de bit = 4 kbps.

Ejemplo 11: Tasa de baud de seal 64-PSKCalcule la tasa de baud para una seal 64-QAM de 72 kbps

Respuesta.- Una seal 64-QAM tiene 6 bits por baud, puesto que 26 = 64, por tanto, Nbaud = 12 kBd.

Ejemplo 12Calcule la tasa de bit para una seal QAM que tiene un BW efectivo de 4 kHz y 15 bit/Bd.

Respuesta.- 60 kbps.

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Ejemplo 13Se necesita combinar 3 canales de datos consistentes en seales QAM de 15 bit/Bd y BW = 4kHz, en un enlace que tiene un BW de 12 kHz, entre 20 y 32 kHz. kHz kHz a) Muestre la configuracin usando el dominio de la frecuencia, sin bandas de guarda. b) Calcule la tasa de bit del enlace.

Respuesta.- a) La figura muestra la configuracin de una FDM. Para el presente ejemplo, f1=20, f2=24 yf3=28 kH b) 180 kb 28 kHz. kbps.

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Ejemplo 14Calcule la tasa de bit de carga y de descarga del modulador que se muestra en la figura.

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FIN

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