Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    o Expresión general de una señal moduladao Definiciones y características generaleso Modulaciones lineales

    Expresión analítica general Modulación de amplitud: AM

    Modulación en doble banda lateral: DBL Modulación en banda lateral única: BLU Modulación de amplitud en cuadratura: QAM Modulación en banda lateral vestigial: BLV

    o Relación señal a ruido en el receptor Modelo de referencia: transmisión en banda base Modulación AM Modulación DBL Modulación BLU

    o Comparativa entre modulaciones lineales

    TEMA 3. SISTEMAS DE MODULACIÓN ANALÓGICOS (I)

    1

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    2

    EXPRESIÓN GENERAL de una SEÑAL MODULADA

    ( ) ( )( )t t  f  At  y c MOD   ϕ π    +=   02cos

    ( ) ( )( )( )

    ( ) ( )( )α α α α 

    α α  β α 

    α α α 

    coscos

    coscos

    cos·

     B Asen j Bsen A

     Bsen jB jAsen A

     jsen jB Ae jB A  j

    ++−=

    =−++=

    =++=+

    θ θ θ   jRsen Re R Z    j +==   cos·

    ( ) ( )( )   ( )

    ( ) ( ) ( )( )

    ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent vt  f t v

    et  jvt vet v

    ee At t  f  At  y

    C F 

    t  f  jC F 

    t  f  j

    t  f  jt  jcc MOD

    00

    22

    20

    22cos

    ·Re·Re

    ··Re2cos

    00

    0

    π π 

    ϕ π 

    π π 

    π ϕ 

    −=

    =

    +=

    =

    =

    =+=

    ENVOLVENTECOMPLEJA óENVOLVENTE

    PASO BAJO

    ⇒ módulo de v(t)

    SEÑAL REAL

    FASORES

    ENVOLVENTE

    COMPONENTES PASO BAJO EN FASE, VF(t) Y CUADRATURA VC(t)

    2( ) ( )( ) ( )( )22

    t vt vt v C F    +=

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    3

    Eficiencia espectral: relación entre el ancho de banda que ocupala señal de información y que ocupa la señal transmitida al canal

    Eficiencia en potencia: relación entre la potencia que contieneinformación y la potencia total de la señal transmitida al canal

    Potencia de pico de envolvente (PEP): es la potencia que tendría

    un tono puro con la amplitud de pico de la envolvente de la señaltransmitida.

    Relación señal a ruido: cociente entre potencia de señal y de ruido 

    Moduladores y demoduladores

    DEFINICIONES Y CARACTERÍSTICAS GENERALES 

    EFICIENCIA

    Los diferentes esquemas de modulación tienen característicasdiferentes. Los siguientes parámetros nos permiten compararlas.

    PROTECCIÓN FRENTE AL RUIDO

    COMPLEJIDAD DE LA CIRCUITERÍA ASOCIADA

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    ( ) ( )[ ]   ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t mx At  y   N  N  ML   0201   22cos1   π π 

    ±+=

    ( ) ( )[ ]   ( )t  f t mx At  y  N c AM    02cos1   π +=

    ( ) ( ) ( )t  f t  x At  y  N c DBL   02cos   π =

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t  x At  y c N c BLU    00   22cos   π π ∧

    ±=

    MODULACIONES LINEALES EXPRESIÓN ANALÍTICA GENERAL

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t  x At  y  N c N cQAM    00   22cos   π π    −=

    4

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    ( ) ( )[ ]   ( )( ) ( ) ( )t  f t mx At  f  At  f t mx At  y

     N cc

     N c AM 

    00

    02cos2cos

    2cos1π π 

    π +=

    =+=

    ( ) f  X  N 

    0 B

    MODULACION DE AMPLITUD: AM

    ( ) ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )[ ]00

    00

    2

    12

    1

     f  f  X  f  f  X m A

     f  f  f  f  A f Y 

     N  N c

    c AM 

    ++−+

    ++∂+−∂=

       T   R   A   N   S   F   O   R

       M   A   D   A

       D   E   F   O   U   R   I   E

       R ,   Y    (    f    )

    2

    c A

    ( ) f  X mA

     N c

    2

    0 f 0

    ( ) f Y  AM 

    f 0+Bf 0-B

       E   S   P   E   C   T   R   O   E   N

       F   R   E   C   U   E   C   I   A ,

        |   Y    (    f    )    |

    5

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    ( )

    ( )

    ( )2

    1

    2

    12·

    222

    ·22

    2

    22

    2

    2222

    222 0

    0

     N 

     N 

     N 

     xc

     xc

     xcc

     B f 

     B f 

     N cc

    Pm A

    Pm AP

    mA A

    df  f  X mA A

    Pot 

    +

    =

    =

      +×=

     

      

     +

     

      

     ×=

    =

     

      

     +

     

      

     ×= ∫

    +

    2

    c A

    ( ) f  X mA

     N c

    2

    0 f 0

    ( ) f Y  AM 

    f 0+Bf 0-B

       E   S   P   E   C   T   R   O   E   N

       F   R   E   C   U   E   C   I   A ,

        |   Y    (    f    )    |

       P   O   T   E   N   C   I   A

    6

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    (   )   N  N 

     N 

     N 

     x

     x

     xc

     xc

     AM    Pm

    Pm

    Pm A

    Pm A

    P

    P potenciaen Eficiencia

    2

    2

    22

    22

    inf 

    12

    1

    2

    +

    =

    +

    ==

    2

    1

    2

    inf  ===

     B

     B

     BW 

     BW bandadeanchoen Eficiencia

     AM 

    2

    c A

    ( ) f  X mA

     N c

    2

    0 f 0

    ( ) f Y  AM 

    f 0+Bf 0-B

       E   S   P   E   C   T   R   O   E   N

       F   R   E   C   U   E   C   I   A ,

        |   Y    (    f    )    |

       E   F   I   C   I   E   N   C   I   A

    7

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       P   E

       P

    ( )2

    1   22 m APEP   c

      +=MAXIMAEnvolvente = Ac[1+m]

    ( )   ( )[ ]   ( )t  f t mx At  y  N c AM    02cos1   π +=

     A

     Barctg y B A Rdonde

     jB A Z    j

    =+=

    =+=

    θ 

    θ 

    22

    Re

    ( ) ( ) ( )t  jvt vt v C F    +=

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent vt  f t vt  y C F  MOD   00   22cos   π π    −=

    ( )?¿   t vC ( )?¿   t vF 

    ( ) ( )( ) ( )( )22 t vt vt v C F    +=

    ( ) ( ) ( )[ ]t mx At vt  Envolvente  N c   +==   1

    8

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    SOBREMODULACIÓN

    En AM lainformación viaja enla envolvente

    m, índice demodulación, indica

    la amplitud de lasexcursiones de laenvolvente

    Cuando la

    envolvente corta eleje y se hacenegativa se pierde lainformación de x(t):sobremodulación

    9

    https://es.wikipedia.org/wiki/Amplitud_modulada

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    ¿Máximo valor de la eficiencia en potencia?

    5.011

    1

    111

    12

    2

    2

    2

    inf  =+

    =+

    =+

    ==

    =

    =

     N  x N 

     N 

     N 

     N 

    P

    m x

     x

     x

     x

     AM    Pm

    Pm

    Pm

    Pm

    P

    P potenciaen Eficiencia

    MAXIMA = Ac[1+m]

    MINIMA = Ac[1-m]( ) ( )[ ]t mx At  Envolvente  N c   +=   1

        1 − ≥ 0; ≤1 

    10

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    GENERACION DE AM

    B. Carlson, P.B. Crilly, J.C. Rutledge. Communication Systems,McGraw-Hill (4th Edition), pp.159

    11

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    ( ) ( )[ ]   ( )t  f t mx At  y N c AM    0

    2cos1   π +=

    DEMODULACIÓN COHERENTE

    ( )t  xK   N ·X

    )··2cos( 0 t  f π 

    RECEPTOR

    f 0, 2B  B 

    12

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    ( ) f  X  N 

    X

    )··2cos( 0  t  f π  

    ( )t  y AM 

    ( ) ( ) ( )[ ]   ( ) ( )

    ( )[ ]   ( ){ }

    ( )[ ]   ( )

    ( )[ ]2

    1·1

    22cos

    2

    1·1

    22cos12

    1·1

    2·cos2cos12·cos

    0

    0

    000

    t mx A

    t  f t mx A

    t  f t mx A

    t  f t  f t mx At  f t  y

     N c

     N c

     N c

     N c AM 

    ++

    ++=

    =++=

    =+=

    π 

    π 

    π π π 

    2

    c A

    ( ) f  X mA  N c

    2

    2

    1

    2

    c A

    ( )2

    1

    2 f  X 

    mA N 

    c

    0 2f 0

    0 B

    B

    …analíticamente

    13

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    22

    1

    2

    c A

    ( )   22

    1

    2 f  X 

    mA N 

    c

    2

    1

    2

    c A

    ( )2

    1

    2 f  X 

    mA N 

    c

    ( ) f Y  AM 

    ( ) ( )t  f t  y AM    02·cos   π 

    ( )t  f 02cos   π 

    2

    c A

    ( ) f  X mA

     N c

    2

    0

    …convolucionada con las deltas delf 0

    …a partir del espectro

    0 2f 0f 014

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    ( ) ( )[ ]   ( )t  f t mx At  y

     N c AM    02cos1   π +=

    ( )t  xK   N ·+ interferencia

    RECEPTOR

    Elementono lineal

    ( ) ( ) ( ) ( )   ...332

    21   +++=   t uat uat uat v

    f 0, 2B  B 

    DEMODULACIÓN NO-COHERENTE o DEM. DE ENVOLVENTE

    15

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    ( ) ( ) ( )t uat uat v   221   +=

    ( ) ( ) ( )( )[ ]   ( ){ }

    ( )[ ]   ( ){ }( )[ ]   ( )

    ( )[ ]   ( )[ ]   =

    +++

    ++=

    =++

    ++==+=

    t  f t mx Aa

    t  f t mx Aa

    t  f t mx Aa

    t  f t mx Aat  yat  yat v

     N c

     N c N c

     N c

     AM  AM 

    022

    2

    01

    2

    02

    01

    221

    22cos1

    2

    11

    2cos1

    2cos1

    2cos1

    π 

    π 

    π 

    π 

    Elementono lineal

    ( )t  y AM …analíticamente

    16

    ( ) ( )[ ] ( )

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    ( ) ( )[ ]   ( )( )[ ]

    ( )[ ]   ( )

    ( )[ ]   ( )

    ( ) ( )[ ]( ) ( )[ ]   ( )=+++

    ++++

    ++=

    =++

    +++

    ++=

    t  f t mxt  xm Aa

    t mxt  xm Aa

    t  f t mx Aa

    t  f t mx Aa

    t mx Aa

    t  f t mx Aat v

     N  N c

     N  N c

     N c

     N c

     N c

     N c

    0222

    2

    2222

    01

    0222

    222

    01

    22cos

    2

    121

    2121

    2cos1

    22cos211

    2

    11

    2cos1

    π 

    π 

    π 

    π 

    ( ) ( )[ ]   ( )

    ( )[ ]   ( )[ ]   =

    +++

    ++=

    t  f t mx Aa

    t  f t mx Aat v

     N c

     N c

    022

    2

    01

    22cos12

    11

    2cos1

    π 

    π 

    17

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

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    ( ) ( )[ ]   ( )

    ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )[ ]   ( )=+++

    ++++

    ++=

    t  f t mxt  xm Aa

    t mxt  xm Aa

    t  f t mx Aat v

     N  N c

     N  N c

     N c

    0222

    2

    2222

    01

    22cos

    2

    121

    2

    121

    2cos1

    π 

    π 

    ( ) ( ) ( )

    ( )[ ]   ( )

    ( ) ( )[ ]   ( )t  f t mxt  xm Aat  f t mx Aa

    t mx Aat  xm Aa Aat v

     N  N c

     N c

     N c N cc

    0222

    2

    01

    22

    2222

    22

    22cos2

    121

    2cos1

    2

    12

    2

    1

    2

    1

    π 

    π 

    +++

    +++

    +++=

    m

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    ( ) ( ) ( )t  f t  x At  y  N c DBL   02cos   π =

    ( ) ( ) ( )[ ]0021

     f  f  X  f  f  X  A f Y   N  N c DBL   ++−=

    ( ) f  X  A

     N c

    2

    0

    ( ) f Y  DBL

    f 0 f 0+Bf 0-B

    MODULACION EN DOBLE BANDA LATERAL: DBL

       T   R   A   N   S   F   O   R   M   A   D   A

       D   E   F   O   U   R   I   E   R ,   Y    (    f    )

       E   S   P   E   C   T   R   O   E   N

       F   R   E   C   U   E   C   I   A ,

        |   Y    (    f    )    |

    ( ) f  X  N 

    0 B

    19

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    ( )

    22

    ·2

    2

    22

    22 0

    0

     N 

     N 

     xc

     xc

     B f 

     B f 

     N c

    P AP

     A

    df  f  X  A

    Pot 

    =

     

      

     ×=

    =

     

      

     ×=

    +

       P   O   T   E   N   C   I   A

    20

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    21/52

    1

    2

    22

    2

    inf  ===

     N 

     N 

     xc

     xc

     DBL   P A

    P A

    P

    P potenciaen Eficiencia

    2

    1

    2

    inf  === B

     B

     BW 

     BW bandadeanchoen Eficiencia

     DBL

       E   F   I   C   I   E   N   C   I   A

    21

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    22/52

    2

    2c APEP =MAXIMAEnvolvente = Ac 

    ( ) ( ) ( )t  x At vt  Envolvente  N c==   P   E   P

    ( ) ( ) ( )t  f t  x At  y  N c DBL   02cos   π =

     A

     Barctg y B A Rdonde

     jB A Z    j

    =+=

    =+=

    θ 

    θ 

    22

    Re

    ( ) ( ) ( )t  jvt vt v C F    +=

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent vt  f t vt  y C F  MOD   00   22cos   π π    −=

    ( )?¿   t vC ( )?¿   t vF 

    ( ) ( )( ) ( )( )22 t vt vt v C F    +=

    22

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    23/52

    GENERACION DE DBL

    B. Carlson, P.B. Crilly, J.C. Rutledge. Communication Systems,McGraw-Hill (4th Edition), pp.161

    • También es posible generar DBL con un modulador de AM, al quese añade la portadora

    23

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    24/52

    X

    )··2cos( 0 t  f π 

    RECEPTOR COHERENTE

    f 0, 2B  B 

    ( ) ( ) ( )t  f t  x At  y  N c DBL   02cos   π =

    ( )t  xK   N ·

    DEMODULACIÓN COHERENTE

    24

    X( )ty

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    25/52

    ( ) f  X  A

     N c

    2   ( )2

    1

    2 f  X 

     A N 

    c

    ( ) f  X  N 

    X

    )··2cos( 0  t  f π  

    ( )t  y DBL

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ){ }

    ( ) ( )

    ( )2

    22cos

    2

    22cos12

    2·cos2cos2·cos

    0

    0

    000

    t  x A

    t  f t  x A

    t  f t  x A

    t  f t  f t  x At  f t  y

     N c

     N c

     N c

     N c DBL

    +

    +=

    =+=

    ==

    π 

    π 

    π π π 

    0 2f 0

    0 B

    …analíticamente

    25

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    26/52

    ( )   22

    1

    2 f  X 

     A N 

    c

    ( )2

    1

    2 f  X 

     A N 

    c

    0 2f 0

    0

    ( ) f Y  DBL

    f 0

    ( ) ( )t  f t  y DBL   02·cos   π 

    ( ) f  X  A

     N c

    2

    f 0

    …a partir del espectro

    …convolucionada con las deltas del ( )t  f 02cos   π 

    26

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    27/52

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t  x At  y  N c N c BLI    00   22cos   π π 

    +=

    ( ) ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )

    +−−+

    +++−=

    ∧∧00

    00

    2

    1

    2

    1

     f  f  X  f  f  X  j

     A

     f  f  X  f  f  X  A f Y 

     N  N c

     N  N c BLI 

    ( )?¿   f  X  N ∧

    MODULACION DE EN BANDA LATERAL UNICA: BLI, BLS

       T   R   A   N   S   F   O

       R   M   A   D   A

       D   E   F   O   U   R   I   E   R ,   Y    (    f    )

    27

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    28/52

    ( ) ( ) ( ) ( )t 

    t  xt ht  xt  x  N  N  N π 

    1⊗=⊗=

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]( )( )

    −>

    <=

    =−==

     f  X  j f 

     f  X  j f 

     f sign j f  X  f  H  f  X  f  X 

     N 

     N 

     N  N  N 

    ·0

    ·0

    ···

    ( ) f  H 1

    ( ) f  H ∠

    -90

    90

    [1] Apuntes de la asignatura: “TEMA 3: 1.Transformada de Hilbert”

    Se puede demostrar [1] que el filtro de Hilbert es un desfasador idealde 90 grados: es la misma señal desfasada 90 grados( )t  x N 

    ( )t  x N 

    28

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    29/52

    ( ) ( ) ( )[ ]

    ( )( ) ( )

    +−−+

    +++−=

    ∧∧

    00

    00

    2

    1

    2

    1

     f  f  X  f  f  f  X  j

     A

     f  f  X  f  f  X  A f Y 

     N  N c

     N  N c BLI ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]( )( )

    −>

    <=

    =−==∧

     f  X  j f 

     f  X  j f 

     f sign j f  X  f  H  f  X  f  X 

     N 

     N 

     N  N  N 

    ·0

    ·0

    ···

    ( )

    ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )[ ]

    ++−−+

    +++−>

    +−−+

    +++−<

    =

    00

    00

    00

    00

    ··21

    2

    10

    ··2

    1

    2

    10

     f  f  X  j f  f  X  j j

     A

     f  f  X  f  f  X  A f 

     f  f  X  j f  f  X  j j A

     f  f  X  f  f  X  A f 

     f Y 

     N  N c

     N  N c

     N  N c

     N  N c

     BLI 

    29

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    30/52

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    31/52

    ( )

     N 

     N 

     xc

     x

    c

     f 

     B f 

     N c

    P AP

     A

    df  f  X  APot 

    22

    22

    2·2

    ·20

    0

    =

    ×=

    =

    ×=

    ∫−

    f 0-B-(f 0-B)

    ( ) f  X  A  N c

    0 f 0

    ( ) f  X  A  N c

    -f 0

    ( ) f Y  BLI 

       E   S   P   E   C   T   R   O   E   N

       F   R   E   C   U   E   C   I   A ,    |   Y

        (    f    )    |

       P   O   T   E   N   C   I   A

    31

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    32/52

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    33/52

       P   E   P

    2

    2c APEP =

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )   cc N  N c   At sent  At  xt  x At  Envolvente   =+=+=∧

    2222 cos

    Suponiendo xN(t) una señal senoidal

    MAXIMAEnvolvente = Ac 

    ( )   ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t  x At  y  N c N c BLU    00   22cos   π π ∧

    ±=

     A

     Barctg y B A Rdonde

     jB A Z    j

    =+=

    =+=

    θ 

    θ 

    22

    Re

    ( ) ( ) ( )t  jvt vt v C F    +=

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent vt  f t vt  y C F  MOD   00   22cos   π π    −=

    ( )?¿   t vC ( )?¿   t vF 

    ( ) ( )( ) ( )( )22 t vt vt v C F    +=

    33

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    34/52

    GENERACION DE BLU CON FILTRO DE HILBERT

    J.G. Proakis, M. Salehi, Communications Systems Engineering, Prentice HallInternational Editions (2002), pp. 82

    34

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    35/52

    X

    )··2cos( 0 t  f π 

    RECEPTOR COHERENTE

    [f 0

    ±B/2], B 

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t  x At  y c N c BLU    00   22cos   π π ∧

    ±=

    ( )t  xK   N ·

    DEMODULACIÓN COHERENTE

    35

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    36/52

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( )[ ]

    ( ) ( )[ ]

    +

    +

    +=

    =+=

    =

    +=

    t  f sent  x A

    t  f t  x A

    t  f t  f sent  x At  f t  f t  x A

    t  f t  f sent  x At  f t  x At  f t  y

     N c

     N c

     N c N c

    c N c BLI 

    0

    0

    0000

    0000

    222

    1

    22cos1

    2

    1

    2cos22cos2cos

    2·cos22cos2·cos

    π 

    π 

    π π π π 

    π π π π 

    Más complicado

    …analíticamente

    36

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    37/52

    ( ) f Y  BLI    ( ) ( )t  f t  y BLI    02·cos   π 

    ( )t  f 02cos   π 

    ( ) f  X  A  N c

    ( )21 f  X  A  N c( )

    2

    1 f  X  A  N c

    0 2f 0

    0

    f 0

    …convolucionada con las deltas del

    f 0

    …a partir del espectro

    37

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    38/52

    MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUATRADURA: QAM

    Utilizando las componentes en fase y cuadratura se consigue enviar

    dos señales: xN1 y xN2 independientes en el mismo ancho de banda

    f 0 f 0+Bf 0-B0

    ( ) f Y QAM 

    ( ) f  X  A

     N c

    12

    ( ) f  X  A  N c

    22

       E   S   P   E   C   T   R   O   E   N

       F   R   E   C   U   E   C   I   A ,

        |   Y    (    f    )    |

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent  x At  f t  x At  y  N c N cQAM    00   22cos 21 π π    −=

    Modular en DBL las componentes en fase y cuadratura de una

    portadora f 0..

    38

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    39/52

    GENERACION Y DEMODULACIÓN DE QAM

    S. Haykin. Sistemas de Comunicación, Limusa Wiley (2001), pp. 98

    39

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    40/52

    DIFICIL

    ( ) f  H 

    1

    ( ) f  H ∠

    -90

    90

    ( )t  y BLU  Necesito un filtro de HILBERT

    MODULACIÓN EN BANDA LATERAL VESTIGIAL: BLV

    40

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    41/52

    ( )t  y BLV ⇒( )t  y

     DBL

    [f 0±B/2], >B  ( )t  y BLU ≈

    ( ) f  X  A  N c

    2

    0

    ( ) f Y  DBL

    f 0 f 0+Bf 0-B

    Modular en DBL y eliminar en todo lo posible una de las bandasmediante un filtro paso banda ajustado. Para evitar perder

    información el filtro deja pasar un poco de la banda no deseada. 41

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    42/52

    GENERACION DE BLV

    J.G. Proakis, M. Salehi, Communications Systems Engineering, Prentice HallInternational Editions (2002), pp. 85

    42

    RELACIÓN SEÑAL A RUIDO EN EL RECEPTOR

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    43/52

    RELACIÓN SEÑAL A RUIDO EN EL RECEPTOR

    • Se va a estudiar la calidad  en términos de (S/N) para lasdiferentes técnicas de modulación

    • Como modelo de referencia se tomará la transmisión sinmodulación, en banda base. Se observará en cada caso el anchode banda necesario y la calidad obtenida.

    • Se supone que el ruido del sistema es un ruido blanco ygaussiano y que se añade todo concentrado en un punto, a laentrada del receptor

    • El canal y los filtros estarán diseñados de forma óptima  para

    dejar pasar toda la señal y la menor parte posible de ruido y seconsideran ideales

    43

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    44/52

    • Se calculará la (S/N) a la entrada y la salida del receptor (punto Ey O respectivamente) y se define como ganancia en potencia por

    demodulación al cociente:

    ( ) E O

     p

     N S 

     N S 

    G   =

    44

    MODELO DE REFERENCIA BANDA BASE 6

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    45/52

    ( ) f S n

     RT  x y y   gat 

    g p p p RO

    ·1

    ··==

    W g N 

     p RnO··

    2·2   0=

    ( )   

     

     

    =O

    O

    n

     y

    O  p

     p

     N S  log10

    ( ) ( ) ( )t nt  yt  z   +=( ) ( ) ( )t  zt  zt  z  E O   ==

     x y   p p O =

    W  N  pOn

      ·0=   ( ) W  N  p

     N S    x

    o ·0=

    11

    1

    =

    =

    =

     R

    gg

    at 

    ( ) f S On

    1.F Canal +RBGN0 / 2

    yR (t) yT (t)  zE (t)  z (t)  zO (t) x (t) 

    W 0 

    X (f) 

    |H(f)|2

    at, B1 gR, B2gT W  W Rx

    5.

    N0/2 1.

    N0/2 

    MODELO DE REFERENCIA: BANDA BASE

    Filtro12 3

    4

    5

    6

    78

    9

    45

    MODULACIÓN DBL E

    ( ) ( ) ( )

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    46/52

    ( ) f S n

    F Canal +RBGN0 / 2

    yR (t) yT (t)  zE (t)  z (t)  zO (t) x (t) 

    W 0 

    X (f) 

    at, B1 gR, B2gT

    N0/2 

    MODULACIÓN DBL: punto E

    MOD

    DBL

    DEM

    DBLB3

    |H(f)| 

    2W 

    ( ) f S  E n

    N0/2 

    2W 

     RT  xc

     y   gat 

    g p A

     p E 

    ·1

    ··2

    2

    =

    W g N 

     p Rn E 2··

    2·2   0=

    Tx Rx

    ( ) W  N  p

     A

     N S 

      xc

     E 0

    2

    22

    =

     xc

     y   p A

     p E 

    2

    2

    =

    W  N  p E n

      2·0=11

    1

    =

    =

    =

     R

    g

    g

    at 

    Filtro

    ( )    

     

     

     =

     E 

     y

     E  n

     p

     N 

    S    E log10

    ( ) ( ) ( )t nt  yt  z  E  E  E    +=

    ( ) ( ) ( )t nt  yt  z   +=

    46

    MODULACIÓN DBL t O

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    47/52

    ( ) ( ) ( )t nt  yt  z   +=

    ( )       = O y

    O n p

     N S    Olog10

    ( ) ( ) ( )t nt  yt  z OOO   +=

    ( ) f S   E n

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent nt  f t nt n E  E    C F  E    00  22cos   π π    −=

    N0/2 2W 

    COHERENTE

    ( ) f  X  A

     N c

    2

    0 f 0

    ( ) f Y  E 

    f 0+Wf 0-W

    ( ) ( ) ( )t  f t  x At  y  N c E    02cos   π =

    X

    )··2cos( 0 t  f π 

    F Canal +

    yR (t) yT (t)  zE (t)  z (t)  zO (t) x (t) 

    at, B1 gR, B2gT 2W  2W 

    MODDBL

    DEMDBL

    B3W RBGN0 / 2

    MODULACIÓN DBL: punto O

    47

    z (t) z (t) z (t) ( ) ( ) ( )11

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    48/52

    ( ) f S  E n

    W  N  p E F 

    n   02=

    1;1;1   ===   RT    ggat 

    N0/2 2W 

    BW mitadAmplitud doble

    nFE(f) ≡ nCE(f)

    N02W 

    O zE (t)  z (t)  zO (t) 

    X

    )··2cos( 0 t  f π 

    ( ) ( ) ( )t nt  x At  z E F  N cO 2

    1

    2

    1+=

     xc

     y   p A

     pO 4

    2

    =

     E F O  nn   p p4

    1= ( )

    W  N 

     p A

     N S    xc

    O0

    2

    2=

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )t  f sent nt  f t nt  x At  z E  E    C F  N c E    00  22cos   π π    −+=

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( )( )   ( )( ) ( ) ( )t  f sent nt  f t nt  x A

    t  f t  f sent nt  f t nt  x At  z

     E  E 

     E  E 

    C F  N c

    C F  N c

    00

    000

    2·22

    12·2cos1

    2

    1

    2·cos22cos

    π  π  

    π  π  π  

    −++=

    =−+=

    48

    1;1t

    MODULACIÓN DBL: GANANCIA EN POTENCIA

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    49/52

    1;1   ===   RT    ggat 

    Ponerlo todoen función dela potenciatransmitida: pT( ) W  N 

     p

    W  N 

     p A

     N S    T 

     xc

     E 00

    2

    222 ==

    ( ) W  N  p

    W  N 

     p A

     N S    T  xcO00

    2

    2 ==

    ( )( )  2

    2 0

    0===

    W  N 

     pW  N 

     p

     N S  N 

    GT 

     E 

    O p

    Existe una

    ganancia enpotencia pordemodulaciónigual a 2 (3 dB)

    MODULACIÓN DBL: GANANCIA EN POTENCIA

    49

    1;1 === ggat

    MODULACIÓN AM

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    50/52

    1;1   ===   RT    ggat 

    ( )

      [ ]

    W  N 

     p

    W  N 

     pm A

     N S    T 

     xc

     E 00

    22

    22

    12 =

    +=

    ( )   [ ][ ]   p

     x

     x xc xc

    O E 

    W  N 

     p

     pm

     pm

    W  N 

     pm A

    W  N 

     p

    W  N 

     pm A

     N S 

    0

    2

    2

    0

    22

    0

    inf 

    0

    22

    1

    1

    22=

    +

    +×===

    ( )( )   pT 

     pT 

     E 

    O p   E 

    W  N 

     p

     E W  N 

     p

     N S  N 

    G   2

    20

    0 ===

    Lo que importapara la calidad es

    la potencia

    contenida en lasbandas laterales,

    es la potencia quelleva información

    Para que existiera ganancia en potenciapor la demodulación, la Ep debería ser

    mayor del 50 %

    Ponerlo todo enfunción de la potencia

    transmitida: pT

    MODULACIÓN AM

    50

    1;1   === RT   ggat 

    MODULACIÓN BLU

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    51/52

    ;   RT  gg

    Ponerlo todo enfunción de lapotenciatransmitida: pT

    ( ) W  N  pW  N  p A N S   T  xc

     E 00

    2

    ==

    ( ) W  N  p

    W  N 

     p A

     N 

    S    T  xcO

    00

    2

    ==

    ( )( )  1

    0

    0 ===

    W  N 

     p

    W  N 

     p

     N S 

     N S GT 

     E 

    O p

    No existe gananciaen potencia por

    demodulación. Esigual a 1

    MODULACIÓN BLU

    51

    COMPARATIVA DE MODULACIONES LINEALES

  • 8/16/2019 Tema 3 - Parte i - Mod. Lineales

    52/52

    W  N P R·

    0W  N 

    P R·

    0

    W  N 

    P R

    ··2 0

     Ep

    W  N 

    P R·

    ·0

    W  N 

    P R

    ··20

    W  N 

    P R

    ·0

      W  N 

    P R

    ·0

    W  N 

    P R

    ·0

    (S/N)e  (S/N)o  BW 

    BB W

    AM 2W

    DBL 2W

    BLU W