UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

PRACTICAS COMUNICACIONES DIGITALES

Integrantes:

• John Sinche • Gustavo Berru • José Ángel Palacios • Nixon Villavicencio

Objetivos.

• Comprender los parámetros de desempeño de los moduladores y demoduladores en el sistema digital de comunicación FSK.

• Estudiar la técnica de modulación FSK, analizando algunas de las propiedades que las caracterizan al transmitir esta inalámbricamente.

Resumen.

La Modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, (Frequency ShiftKeying) es la más simple de las modulaciones digitales y por lo tanto es de bajo desempeño.

Es similar a la modulación de frecuencia (FM), pero más sencilla, dado que la señal moduladora es un tren de pulsos binarios que solo varía entre dos valores de tensión discretos. Este tipo de modulación consiste en asignar una frecuencia diferente a cada estado significativo de la señal de datos. En esta modulación se cambia la frecuencia de la señal portadora a medida que cambia la señal de entrada digital.

Introducción.

En el siguiente informe de laboratorio pretendemos dar un análisis completo sobre sistemas de modulación y demodulación digital FSK.

Los sistemas de comunicación digital que utilizan señales analógicas que involucran a uno o más parámetros de la señal de la portadora: La amplitud, la frecuencia y la fase. Para estos sistemas existen tres técnicas básicas de modulación que transforman las señales digitales en señales analógicas.

Teoría.

Modulación FSK Consiste en variar la frecuencia de la portadora de acuerdo a los datos. Si la fase de la señal FSK es continua, es decir entre un bit y el siguiente la fase de la sinusoide no presenta discontinuidades, a la modulación se le da el nombre de CPFSK (Continuous Phase FSK).

Existen dos tipos de modulación FSK: FSK Coherente y FSK No Coherente.

FSK Coherente: Esta se refiere a cuando en el instante de asignar la frecuencia se mantiene la fase de la señal.

FSK No Coherente: Aquí la fase no se mantiene al momento de asignar la Frecuencia.

Fig. 1 Modulación Digital FSK

EQUIPOS DE RADIO

MODEM INTERNO MULTIMODO PARA RADIOS PROIS MOTOROLA Descripción: Este equipo está diseñado para su uso con equipos de radio PROIS de Motorola. Su arquitectura basada en DSP hace que este módem presente gran flexibilidad permitiendo la adaptación de funciones específicas a función del cliente. Entre sus opciones de configuración destacan la posibilidad de dar prioridad de voz sobre datos o de datos sobre voz.

Especificaciones:

Tensión de Alimentación Desde la radio a través del conector PROIS

Tipo de modulación FSK (Frecuencia de marca y espacio configurables)

Velocidad de Transmisión 0-1200 bps con modulación FSK

Formato de dato sobre radio Formato libre en modos FSK

Funciones Especiales Código de grupo seleccionable independientemente en Tx y en Rx Cambio de canal para transmisión de datos con retorno al canal previo o a canal especifico.

AM FSK – MODEM ANALÓGICO FSK V.23 PARA LINEAS A 2 Y 4 HILOS Descripción: El modem AM-FSK es un modem FSK diseñado para la transmisión de datos sobre líneas dedicadas. La transmisión y recepción de datos puede realizarse según las normativas CCITT V.23 (modos 1 y 2) y Bell 202, permitiendo el funcionamiento en formato asíncrono hasta 1200 bps en líneas dedicadas de 2 hilos (halfduplex) y 4 hilos (halfduplex y full duplex).

Especificaciones:

Tensión de Alimentación 12 VDC

Tipo de modulación FSK de dos estados

Velocidad de Transmisión Hasta 1200bps

Formato de dato sobre radio Asíncrono directo

Funciones Especiales Halfduplex sobre líneas dedicadas a 2 hilos. Halfduplex y y full duplex sobre líneas dedicadas a 4 hilos.

MODEM MULTIMODO FSK EXTERNO P8501 Descripción: Este modem está basado en un potente procesador digital de señal, lo que dota de una gran flexibilidad permitiendo su adaptación a funciones específicas a medida del cliente. Dispone de modulaciones FSK, FFSK y GMSK y proporciona velocidades de transmisión de datos sobre radio de hasta 14400 bps.

Tensión de Alimentación 8 – 32 VDC

Tipo de modulación FSK (Frecuencia de marca y espacio configurables)

Velocidad de Transmisión 0-1200 bps con modulación FSK

Formato de dato sobre radio Formato libre en modos FSK

Funciones Especiales Código de grupo seleccionable independientemente en Tx y en Rx

Procedimiento.

Implementamos el siguiente código de línea para la modulación FSK.

function fskd(g,f0,f1)

%MODULACION FSK

if nargin > 3

error('Too many input arguments')

elseif nargin==1

f0=1;f1=2;

elseif nargin==2

f1=2;

end

val0=ceil(f0)-f0;

val1=ceil(f1)-f1;

if val0 ~=0 || val1 ~=0;

error('Frequency must be an integer');

end

if f0<1 || f1<1;

error('Frequency must be bigger than 1');

end

t=0:2*pi/99:2*pi;

cp=[];sp=[];

mod=[];mod1=[];bit=[];

for n=1:length(g);

if g(n)==0;

die=ones(1,100);

c=sin(f0*t);

se=zeros(1,100);

else g(n)=1;

die=ones(1,100);

c=sin(f1*t);

se=ones(1,100);

end

cp=[cp die];

mod=[mod c];

bit=[bit se];

end

fsk=cp.*mod;

subplot(2,1,1);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on;

title('Binary Signal');

axis([0 100*length(g) -2.5 2.5]);

subplot(2,1,2);plot(fsk,'LineWidth',1.5);grid on;

title('FSK modulation');

axis([0 100*length(g) -2.5 2.5]);

Así obtenemos la siguiente grafica:

fskd(g,f0,f1)

fskd([0 1 0 1],200,500) %Frecuencia de de 0 binario 200Hz y de 1 binario 500Hz.

Figura 1. Señal de entrada binaria y salida modulada en FSK

fskd(g,f0,f1)

fskd([0 1 0 1],100,900) %Frecuencia de de 0 binario 100Hz y de 1 binario 900Hz.

Figura 2. Señal de entrada binaria y salida modulada en FSK

fskd(g,f0,f1)

fskd([0 1 0 1],500,300) %Frecuencia de de 0 binario 500Hz y de 1 binario 300Hz.

Figura 3. Señal de entrada binaria y salida modulada en FSK

A continuación se diseña el diagrama de bloques en simulink de la modulación FSK:

Figura 4. Modulador FSK en Simulink

Figura 5. Señales de datos y señal FSK a la salida en Simulink

De la misma manera se diseña el receptor:

Figura 6. Receptor FSK en Simulink

Ahora mostramos un solo esquema que abarca la modulación y demodulación FSK

Figura 7. Modulador y demodulador FSK en Simulink

Figura 8. Señales de datos y señal FSK a la salida en Simulink

APLICACIONES:

La modulación FSK se aplica en la tecnología CDMA, en este sistema se adecua la frecuencia de la transmisión en función de la trama de bits; el sistema cambia la frecuencia de la transmisión cuando un 0 o cuando hay un 1. Así los ceros se transmiten a 980 Hz y los unos a 1800Hz.

La modulación FSK es usada por el protocolo de comunicación HART (High Wey Addressable Remot Transducer, en español Transductor Remoto de Vía Direccionable) el cual provee una comunicación digital de dos vías; así la señal digital está construida de dos frecuencias principales, 1200 Hz para el 1 y 2200 para el 0. Este protocolo de comunicación es ampliamente usado por equipos científicos de medición, para telemedición de procesos y aparatos de control. CONCLUSIONES:

La modulación fsk es ampliamente usada entre equipos terminales a través de una infraestructura de datos cuando la velocidad del sistema no es un factor crítico.

Almacenamiento y procesamiento: Las señales digitales se pueden guardarse y procesarse fácilmente que las señales analógicas.

Los sistemas digitales utilizan la regeneración de señales, en vez de la amplificación, por lo tanto producen un sistema más resistente al ruido que su contraparte analógica.

Las señales digitales son más sencillas de medir y evaluar. Por lo tanto es más fácil comparar el rendimiento de los sistemas digitales con diferentes capacidades de señalización e información, que con los sistemas analógicos comparables.

Los sistemas digitales están mejor equipados para evaluar un rendimiento de error (por ejemplo, detección y corrección de errores), que los analógicos.

Los equipos que procesan digitalmente consumen menos potencia y son más pequeños, y muchas veces son más económicos.

Las técnicas de modulación han sido parte medular en el desarrollo de tecnologías que permitan la comunicación y el acceso a la información. En las comunicaciones inalámbricas han hecho más eficiente el uso del espectro electromagnético, permitiendo que cada vez más usuarios establezcan un vínculo entre ellos sin necesidad de estar atados a un punto fijo y brindando movilidad. RECOMENDACIONES

Al momento de elegir una técnica de modulación digital, se deben tomar con primordial importancia tres factores que son: el ancho de banda disponible, la potencia, y la capacidad de procesamiento de los equipos, en base a cuál de estos factores sea el más relevante en nuestro campo de aplicación se podrá discernir entre una u otra técnica.

Se debe tener en cuenta que al momento de simular un tren de pulsos para luego ser modulado, se debe elegir una fuente randómica de Bernoulli esto garantiza la equiprobabilidad de los símbolos binarios.

REFERENCIAS [1] Briceño, J.E. (2005).Principio de las comunicaciones. Mérida: ULA publicaciones. [2] Sistemas de comunicaciones electrónicas, Tomasi, Wayne, pág 454-481 [3] HV SISTEMAS S.L Modem MultimodoFSK P8501. En línea: www.hvsistemas.es [4] Davantel. AM-FSK Modem Analgico. España. En línea: www.davantel.com