MODULACIN Y
TRANSMISIN DE
PULSOS EN BANDA
BASE
MsC. Ciro D. Radicelli G.
NDICE
EL PROCESO DE LA MODULACIN
MODULACIN POR CODIFICACIN DE PULSOS (PCM)
MODULACIN DELTA
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
CODIFICACIN Y TRANSMISIN PAM, M-ARIA
FILTROS, TASAS DE ERRORES E INTERFERENCIA
EL PROCESO DE LA MODULACIN
El proceso de la modulacin - Conceptos
Objetivo: entregar una seal (mensaje) desde una
fuente de informacin en una forma reconocible por el
usuario de destino.
Mtodo: el transmisor modifica la seal mensaje en
una forma adecuada para su transmisin a lo largo del
canal. (modulacin).
La modulacin implica modificar algn parmetro de
la onda portadora de acuerdo con la seal mensaje
(moduladora).
EL PROCESO DE LA MODULACIN
El proceso de la modulacin - Conceptos
El proceso de recuperacin de la seal mensaje a partir de la
seal modulada se denomina demodulacin.
Tipos de modulacin:
Modulacin de onda continua (CW): AM,FM,PM
Modulacin por pulsos:
anloga: PAM, Pulse-Duration (PDM), Pulse-Position (PPM)
digital: Pulse-Code Modulation (PCM )
NDICE
EL PROCESO DE LA MODULACIN
MODULACIN POR CODIFICACIN DE PULSOS (PCM)
MODULACIN DELTA
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
CODIFICACIN Y TRANSMISIN PAM, M-ARIA
FILTROS, TASAS DE ERRORES E INTERFERENCIA
QU ES PCM? Es el mtodo de conversin de seales analgicas a digitales.
CARACTERSTICAS DE LA MODULACIN
DIGITAL - PCM
El proceso de la modulacin - Conceptos
Es robusta al ruido
Permite una operacin flexible
Permite la integracin de diversas fuentes en un nico
formato.
Posibilita una transmisin segura de extremo a extremo.
La modulacin tambin permite la multiplexacin de seales
(FDM, TDM).
TRANSMISIN EN BANDA BASE:
REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Es necesario representar los dgitos binarios PCM por pulsos
elctricos para transmitirlos a travs de un canal en banda
base.
Las formas de onda PCM que se utilizan con mayor
frecuencia se clasifican en los siguientes grupos, o con las
siguientes codificaciones:
No Retorno a Cero (NRZ)
Retorno a Cero (RZ)
Fase Codificada
TRANSMISIN EN BANDA BASE:
REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Seales No Retorno a Cero (NRZ):
NRZ.- el voltaje no vuelve a cero entre bits consecutivos de valor
uno.
NRZ-L (Nivel) Niveles diferentes para cero y uno. Ej: LgicaDigital
NRZ-M/I (Marca/Invertido) o codificacin diferencial: El uno serepresenta por un cambio de nivel. Ej: Almacenamiento en cintas
magnticas.
NRZ-S (Espacio): El cero se representa por un cambio de nivel.
ACTIVIDAD EN CLASE
Seales las ventajas y desventajas de las
tcnicas de codificacin NRZ.
Represente mediante las diferentes opciones de
la codificacin NRZ la siguiente cadena de bits:
11011100010.
TRANSMISIN EN BANDA BASE:
REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Seales Retorno a Cero (RZ): se caracterizan porque el
pulso de seal ocupa nicamente la mitad de la duracin del
bit. Se usa en transmisin de datos en banda base y en
almacenamiento magntico.
Unipolar RZ: El uno se representa por un pulso de duracinigual a la mitad del bit, y cero por ausencia de pulso.
Bipolar RZ: El uno y el cero se representan por pulsos depolaridad opuesta de duracin igual a la mitad del bit.
RZ-AMI (Alternate Mark Inversion): Cada uno serepresenta por una inversin en la polaridad del pulso, y stos
duran la mitad del bit. El cero se representa por ausencia depulso. Aplicaciones en telemetra.
ACTIVIDAD EN CLASE
Seales las ventajas y desventajas de las
tcnicas de codificacin RZ.
Represente mediante las diferentes opciones de
la codificacin RZ la siguiente cadena de bits:
10110001101.
TRANSMISIN EN BANDA BASE:
REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Seales de Fase Codificada: representa un conjunto de tcnica de
codificacin para mejorar las dificultades de los cdigos NRZ.
Existen dos cdigos.
Manchester: Tiene transicin en la mitad del intervalo de duracin del
bit. Transicin sirve como procedimiento de sincronizacin y de
transmisin de datos. Utilizado por IEEE 802.3 (LAN Ethernet con bus
CSMA/CD)
1: Transicin de alto a bajo en mitad del intervalo.
0: Transicin de bajo a alto en mitad del intervalo.
Manchester Diferencial: Tiene transicin en la mitad del intervalo
del bit, pero dicha transicin es slo para proporcionar sincronizacin.
Utilizado por IEEE 802.5 (LAN paso de testigo en anillo Token ring)
0: Transicin al principio del intervalo del bit.
1: Ausencia de transicin al principio del intervalo del bit.
ACTIVIDAD EN CLASE
Seales las ventajas y desventajas de las
tcnicas de codificacin Manchester y
Manchester Diferencial.
Represente mediante las diferentes opciones de
la codificacin Manchester y Manchester
Diferencial la siguiente cadena de bits:
10011001100.
TRANSMISIN EN BANDA BASE:
REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS
Por qu tantos cdigos? Qu examinar?
Cada cdigo dispone de caractersticas diferentes que
lo hacen ms adecuado para ciertas aplicaciones en
desmedro de otras.
Componente DC.
Capacidades inherentes de sincronizacin y de
proporcionar seal de reloj.
Deteccin de Errores.
Compresin de Ancho de Banda.
Codificacin Diferencial.
Inmunidad al Ruido.
ACTIVIDAD EN CASA
Consulte sobre las siguientes tcnicas de
codificacin:
Cdigos 5B6B
Cdigos pseudoternarios
Cdigos 4B3T
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS
DIGITALES SOBRE LOS ANALGICOS
VENTAJAS.-
Mayor facilidad de regeneracin de seales digitales.
Circuitos digitales sujetos a menos distorsin e interferencia.
Tasas de error extremadamente bajas son posibles,
produciendo alta fidelidad en la seal a travs del uso de
tcnicas digitales de deteccin y correccin de errores.
Mayor confiabilidad y menor costo de produccin de circuitos
digitales.
Facilidad en la combinacin de seales usando
multiplexacin por divisin en el tiempo.
DESVENTAJS.-
La deteccin digital requiere sincronizacin de sistema.
MODELO DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIONES
PROCESOS EN UN SISTEMA DIGITAL DE
COMUNICACIONES
Adems de la codificacin de la fuente y la codificacin de
canal, existen otros procesos en un sistema digital de
comunicaciones, como por ejemplo:
Encriptacin.- evita que el mensaje sea entendido por
usuarios no autorizados y previene que se introduzcan falsos
mensajes. Para lo cual se puede usar cifrado simtrico o
asimtrico.
PROCESOS EN UN SISTEMA DIGITAL DE
COMUNICACIONES
Multiplexacin.- combinan seales que pueden tener
diferentes caractersticas o proceder de distintas fuentes de
forma que puedan compartir una porcin de los recursos de
comunicacin.
PROCESOS EN UN SISTEMA DIGITAL DE
COMUNICACIONES
Ensanchamiento frecuencial.- puede producir una seal
que es menos vulnerable a la interferencia, y que puede
utilizarse para ampliar la privacidad de las comunicaciones.
El ancho de banda de transmisin est determinado por una
funcin o cdigo que es independiente del mensaje y que es
conocida por el transmisor (secuencia pseudoaleatoria).
PROCESOS EN UN SISTEMA DIGITAL DE
COMUNICACIONES
Esquema bsico de un sistema de espectro
ensanchado.-
PROCESOS EN UN SISTEMA DIGITAL DE
COMUNICACIONES
Ensanchamiento frecuencial.- puede producir una seal
que es menos vulnerable a la interferencia, y que puede
utilizarse para ampliar la privacidad de las comunicaciones.
El ancho de banda de transmisin est determinado por una
funcin o cdigo que es independiente del mensaje y que es
conocida por el transmisor (secuencia pseudoaleatoria).
NDICE
EL PROCESO DE LA MODULACIN
MODULACIN POR CODIFICACIN DE PULSOS (PCM)
MODULACIN DELTA
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
CODIFICACIN Y TRANSMISIN PAM, M-ARIA
FILTROS, TASAS DE ERRORES E INTERFERENCIA
MUESTREO El mtodo ms comn para realizar la transformacin de la
seal anloga a su versin muestreada se denomina
muestreo y retencin (sampling and hold).
Teorema del muestreo.- Una seal limitada en banda que
no tiene componentes espectrales sobre fm Hz puede
determinarse nicamente por valores muestreados a
intervalos regulares de Ts segundos, donde Ts1/(2fm).
fs=1/Ts se denomina frecuencia de muestreo
fs=2fm se denomina frecuencia de Nyquist.
Ts=1/fs se denomina intervalo de Nyquist.
El criterio de Nyquist es tericamente una condicin
suficiente para que una seal anloga pueda reconstruirse
completamente a partir de un conjunto de muestras
uniformemente espaciadas en tiempos discretos.
MODULACIN DELTA Aparece en los aos 40 para aplicaciones en telefona, otro
nombre actual que recibe es Modulacin de anchura de pulso
(PWM).
La modulacin Delta se define como una alternativa vlida
para sistema con Modulacin de impulsos codificados PCM,
en la misma se sobremuestrea la seal mensaje
intencionalmente para permitir el uso de una estrategia de
cuantificacin simple, para la construccin de la seal
codificada.
El sobremuestreo consiste en utilizar una frecuencia de muestreo
mayor (generalmente sustancialmente mayor) que la frecuencia de
Nyquist.
MODULACIN DELTA PRINCIPIO DEFUNCIONAMIENTO
La modulacin Delta, cuantifica de forma diferencial, teniendo en
cuenta la muestra anterior. Para ello se compara el valor de la
seal en el instante de muestreo actual con el valor cuantificado en
el instante de muestreo anterior. Si la seal en el instante de
muestreo actual es mayor que el valor cuantificado en el instante
de muestreo anterior ser por que la seal est creciendo y, por lo
tanto, el valor cuantificado actual ser el valor anterior ms un
valor . Si ocurre lo contrario, ser el valor anterior menos .
REPRESENTACIN MATEMTICA PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Donde:
e[n]: Seal de error, representa la diferencia entre la seal
muestreada m[n] y la ltima aproximacin mq[n-1]
eq[n]: Versin cuantificada de e[n]
Sgn: Funcin signo
MODULADOR DELTA
El modulador Delta se genera a partir de la aplicacin
directa de la versin muestreada de la seal mensaje al
modulador, que involucra las funciones de comparador,
cuantificador y acumulador.
Comparador: Calcula la diferencia entre las dos entradas
separadas en el tiempo Ts.
Cuantificador: Es un limitador simple con relacin de 1 slo
escaln de entrada / salida, afectado por la funcin signo.
Acumulador: Produce el siguiente resultado.
DEMODULADOR DELTA /DELTA
ADAPTATIVO
La escalera aproximada mq[n], es reconstruida, pasando la
secuencia de pulsos producidos a la salida del decodificador a
travs de un acumulador. El ruido de cuantificacin fuera de
banda es rechazado por el filtro pasa bajos. El DM tiene dos
tipos de error de cuantificacin:
Sobrecarga de pendiente: Se da cuando la velocidad de cambio
es muy grande, se reduce aumentando la altura de los escalones.
Ruido granular: Es por la utilizacin de un escaln muy alto
grande en tramos donde la seal tiene poca variacin. Se reduce
disminuyendo la altura de los escalones.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA
MODULACIN DELTAVENTAJAS.-
Sustituye tanto a la cuantificacin como a la codificacin
tradicional. Se utiliza sobre la seal muestreada, es decir, no
hay que cuantificar previamente.
Esta modulacin permite seguir seales de cualquier
amplitud. Adems el equipo transmisor y el receptor son
muy sencillos.
Es simple de implementar.
Es una alternativa vlida para sistemas PCM.
DESVENTAJAS.-
Presenta ruido granular, sobrecarga de pendiente.
Necesita una frecuencia de muestreo varias veces superior a
la de Nyquist,esto es para que la prediccin del valor
anterior sea apropiada.
NDICE
EL PROCESO DE LA MODULACIN
MODULACIN POR CODIFICACIN DE PULSOS (PCM)
MODULACIN DELTA
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
CODIFICACIN Y TRANSMISIN PAM, M-ARIA
FILTROS, TASAS DE ERRORES E INTERFERENCIA
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
(PAM) Consiste en cambiar la amplitud de una seal, de frecuencia
fija, en funcin del smbolo a transmitir.
En la figura anterior, una seal analgica (a), se multiplica,
por ejemplo mediante un mezclador, por un tren de pulsos
(b), de amplitud constante y se tiene como resultado un tren
de pulsos (c) modulado en amplitud.
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
(PAM) Para recuperar la seal basta con filtrar a paso bajo el tren
de pulsos (c)
OPERACIONES PARA LA GENERACIN DEL
UNA SEAL (PAM) En la figura se ilustra la forma de onda de una seal PAM, y
para generarla existen dos operaciones detalladas a
continuacin:
Muestreo instantneo de la seal de mensaje m(t) cada Ts
segundos , donde la frecuencia de muestreo fs = 1/Ts se elige de
acuerdo con el teorema de muestreo.
Alargamiento de la duracin de cada muestra as obtenida hasta
cierto valor constante T.
TIPOS DE MODULACIONES ANALGICAS DE
PULSOS
Adems de la modulacin por amplitud de pulsos, pueden
variarse otros parmetros del tren de pulsos sin modulacin:
la duracin de los pulsos y su posicin relativa, obtenindose
en cada caso:
Modulacin por anchura o
duracin de pulsos (PWM, o
PDM).- las muestras de la seal
varian la anchura o duracin de
los pulsos. Esta tcnica permite
aumentar la eficiencia del
transmisor.
Modulacin por posicin de
pulsos (PPM).- Existe
desplazamiento de los pulsos, por
efecto de la seal moduladora.
PPM - RUIDO Aunque PPM es una modulacin ms eficiente que PDM,
debido a la sustraccin de la potencia no utilizada. La
presencia de ruido blanco afecta el desempeo de un sistema
de este tipo.
La afectacin consiste en que el tiempo en el cual se estima
que ocurran los pulsos modulados es falseado.
Sin embargo es posible establecer inmunidad frente al ruido
haciendo que el pulso se construya tan rpidamente que
resulte muy corto el intervalo de tiempo durante el cual el
ruido puede ejercer perturbacin.
PPM: COMPROMISO DE ANCHO DE BANDA -
RUIDO Aunque PPM es una modulacin ms eficiente que PDM,
debido a la sustraccin de la potencia no utilizada. La
presencia de ruido blanco afecta el desempeo de un sistema
de este tipo.
La afectacin consiste en que el tiempo en el cual se estima
que ocurran los pulsos modulados es falseado.
Sin embargo es posible establecer inmunidad frente al ruido
haciendo que el pulso se construya tan rpidamente que
resulte muy corto el intervalo de tiempo durante el cual el
ruido puede ejercer perturbacin.
ACTIVIDAD EN CLASE
Ejecutar el archivo pcmULTIMATE en el
programa LabVIEW, bajo las siguientes
condiciones:
Utilice 3 archivos .wav para ejecutar dicho
programa.
Por cada archivo .wav que utilice vare la
frecuencia de muestreo y observe que sucede con
los parmetros existentes en el aplicativo (seal
muestreada, seal codificada, FFT, FFT2).
REALIZAR INFORME DE LA PRCTICA
PRCTICA DE LABORATORIO
ACTIVIDAD EN CLASE
Libro Simon Haykin
3.3;
3.9;
3.12;
3.14;
3.15;
3.16;
EJERCICIOS
NDICE
EL PROCESO DE LA MODULACIN
MODULACIN POR CODIFICACIN DE PULSOS (PCM)
MODULACIN DELTA
MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS
CODIFICACIN Y TRANSMISIN PAM, M-ARIA
FILTROS, TASAS DE ERRORES E INTERFERENCIA
MODULACIN M-ARIA Las tcnicas de modulacin digital hasta ahora estudiadas
solo empleaban un bit cada vez para modular la seal
portadora.
De esta manera, cada cambio de algn parmetro de la
portadora, representa ms de un bit de seal modulante.
M-ario es un trmino derivado de la palabra binario. M esun nmero que representa la cantidad de condiciones o
combinaciones posibles para la agrupacin binaria que se
considere.
MODULACIN M-ARIA Con la modulacin M-aria se logra tener mayores
velocidades debido a que un solo evento de portadora
representa ms de un bit.
Por ejemplo, un sistema PSK con cuatro fases de salidas
posible, es un sistema M-ario en el que M=4 y se denota
como 4-PSK.
La cantidad de condiciones de salida se calcula con la
ecuacin:
Donde:
N= Cantidad de bits codificados
M= Cantidad de condiciones o combinaciones posibles de salida con N
bits.
MN 2log
MODULACIN M-ARIA El ancho de banda mnimo necesario para pasar portadoras
M-arias moduladas digitalmente, aparte de FSK, es decir,
PSK o QAM se determina con la siguiente ecuacin:
Donde:
B= Ancho de banda mnimo.
fb= rapidez de entrada en bps.
M = cantidad de estados de salida
Mf
B b
2log
MODULACIN M-ARIA: EJEMPLO Cuando M=4 (caso 4-ario o cuaternario), tenemos cuatro
smbolos o pulsos, bsicos, disponibles para la comunicacin.
Una sucesin de dos dgitos binarios puede ser transmitida
por solo un smbolo 4-ario. Esto se debe a que solo existen
cuatro sucesiones posibles de dos dgitos binarios (11, 10, 01,
00). Ya que disponemos de cuatro smbolos distintos,
podemos asignar uno de los cuatro smbolos a cada una de
estas combinaciones.
MODULACIN M-ARIA: CLASES DE
SEALES M-ARIAS Seal M-aria Ortogonal.-
A medida que se incrementa k, se decrementa el ancho de
banda requerido.
Mejora el desempeo del error a costa del ancho de banda.
Seal M-Aria Multifase.-
A medida que se incrementa k, se puede transmitir mas
informacin (aumento de la taza de bits) en el mismo ancho
de banda.
Mejora el uso del ancho de banda a costa del desempeo del
error.
MODULACIN M-ARIA: DESEMPEO DE
ERROR
En la figura se muestra
la probabilidad de error
de bits Pb(M) contra
relacin de energa de
bit a ruido Eb/No
para sealizacin M-aria
ortogonal detectada en
forma coherente.
A medida que se
incrementa k, la curva
se mueve en la direccin
de mejoramiento del
desempeo del error.
MODULACIN M-ARIA: DESEMPEO DE
ERROR
En la figura se muestra
la probabilidad de error
de bits Pb(M) contra
relacin de energa de
bit a ruido Eb/No
para sealizacin M-aria
multifase detectada en
forma coherente.
A medida que se
incrementa k, la curva
se mueve en la direccin
de la degradacin del
desempeo del error.
TIPOS DE MODULACIN
TIPOS DE MODULACIONES M-ARIAS En los esquemas anteriores que hemos estudiado, cada smbolo de
la fuente equivala a un bit transmitido. Al contrario en los
esquemas de modulacin multinivel (M-Arios), cada smbolo lleva
la informacin de M bits, y el nmero de amplitudes, frecuencias, o
fases posibles es 2M.
Segn la cantidad de bits que formen el smbolo, la modulacin
permitir en cada cambio de la seal portadora,
transmitir un nmero binario con un valor mximo denominado M;
dando lugar as a las modulaciones
M-ASK (Amplitud Shitt Keying), M-FSK (Frecuencia), M-
PSK (Fase) y M-QAM (Amplitud en Cuadratura), MSK
(mnimo de frecuencia), GMSK (mnimo de frecuencia
Gaussiano).
La M-ASK no se usa en transmisiones por radio;
pero si se usa una modulacin muy eficiente denominada M-QAM,
que es la mezcla de M-ASK y M-PSK.
MODULACIONES EN AMPLITUD M-ASK El parmetro que se vara de la portadora es la amplitud. Como el
mensaje es binario, entonces la amplitud de la sinusoide vara
entre dos valores posibles.
Un caso especial de esta modulacin es cuando uno de los dos
valores posibles es cero, por lo que la modulacin toma el nombre
de OOK (On-Off Keying): Aqu la portadora se considera
encendida (Valor de Amplitud V para el bit 1) o apagada (supresin
de la portadora para el bit 0).
MODULACIONES EN AMPLITUD M-ASK La ecuacin que define este tipo de modulacin digital es:
Donde:
Xask(t)= Seal modulada.
b(t) = seal binaria moduladora (volts). Puede tomar dos valores:
+1 cuando el bit enviado es 1, y -1 cuando el bit enviado es 0.
V = Amplitud de la seal portadora (volts)
Wc = Frecuencia de la seal portadora (radianes por segundo).
Por lo que se tiene que:
Si b(t) = 1;
Si b(t) = -1;
Xask(t)= 0
MODULACIONES EN AMPLITUD M-ASK Para hallar el espectro de la seal modulada OOK es necesario
hacerle la transformada de Fourier a la funcin de autocorrelacin.
Al graficar se tiene que:
El ancho de banda puede determinarse a partir del espectro.
MODULACIONES EN FRECUENCIA M-FSK El parmetro que se vara de la portadora es la frecuencia.
Si se transmite el bit 1, la seal modulada ser una sinusoide de
frecuencia fA. Si se transmite el bit 0, la seal FSK tendr
frecuencia fB.
MODULACIONES EN FRECUENCIA M-FSK La frecuencia de la seal portadora es.
Ahora la ecuacin que define esta modulacin es:
Donde:
Xfsk(t)= Seal modulada.
b(t) = seal binaria moduladora (volts). Puede tomar dos valores:
+1 cuando el bit enviado es 1, y -1 cuando el bit enviado es 0.
V = Amplitud de la seal portadora (volts)
fc = Frecuencia central de la seal portadora (Hz)
f = Desviacin mxima de frecuencia alrededor de la portadora. fA=fc+f; fB=fc+f
MODULACIONES EN FRECUENCIA M-FSKPor lo que se tiene que.
Si b(t) = 1;
Pero si b(t) = -1;
La Densidad Espectral de Potencia de la seal FSK puede
obtenerse modelndola como la suma de dos seales OOK; en este
caso:
MODULACIONES EN FRECUENCIA M-FSK
El ancho de banda total de la seal es:
MODULACIONES EN FASE M-PSK El parmetro que se vara de la portadora es la fase, mientras que
la amplitud se mantiene constante.
Se aproxima al concepto de modulacin en fase convencional (PM),
con la diferencia que aqu la seal de entrada es digital binaria, por
lo que se tienen dos fases de salida para una sola frecuencia
portadora:
Una fase de salida representa el bit 1 y otra representa el bit 0. Cuando la
seal binaria de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida
vara entre dos ngulos que estn desfasados 180 (0 y ). En este caso lamodulacin se le llama PRK (Phase Reverse Keying).
MODULACIONES EN FASE M-PSK La ecuacin correspondiente para este tipo de modulacin es:
Donde:
Xprk(t)= Seal modulada.
b(t) = seal binaria moduladora (volts). Puede tomar dos valores:
+1 cuando el bit enviado es 1, y -1 cuando el bit enviado es 0.
V = Amplitud de la seal portadora (volts)
Wc = Frecuencia de la seal portadora (radianes por segundo)
MODULACIONES EN FASE M-PSK La densidad espectral de potencia es:
El ancho de banda es BW=2fb.
MIRADA VECTORIAL DE LA MODULACIN M-PSK
En la figura se tiene un conjunto de seales MPSK (modulacin
multinaria de fase o multi-fase) con valores de M = 2, 4, 8 y 16.
MIRADA VECTORIAL DE LA MODULACIN M-PSK
En la parte a) BPSK se tienen vectores antpodas
S1 y S2. Los bordes de decisin dividen el espacio
de seal en dos regiones diferentes. Aqu el vector
de ruido n, es igual en magnitud a S1.
En la parte b) QPSK se tienen cuatro vectores
separados 90, los bordes de decisin dividen el
espacio de seal en cuatro regiones. De nuevo el
vector n muestra la energa y orientacin mnima
necesaria para provocar un error.
Que pasa para los casos c) y d) ?
BPSK Y QPSK TIENEN LA MISMA PROBABILIDAD
DE ERROR DE BIT
QPSK se puede definir como dos canales BPSK ortogonales. El flujo
de bits BPSK generalmente se particiona en un flujo par y otro
impar (I e Q).
Cada nuevo flujo modula una componente ortogonal de la portadora
a la mitad de la tasa de bit del flujo original.
El flujo I modula el trmino ;
El flujo Q modula el trmino.
Si la magnitud del vector QPSK original tiene el valor A, la
magnitud de cada uno de los vectores componentes, I y Q tendr
un valor de , como se muestra en la siguiente figura.
t0cos
t0sin
2/A
EJEMPLO DE 8-PSK
MODULACIONES M-QAM Es posible modificar dos parmetros simultneamente en
una portadora: la AMPLITUD y la FASE.
Cuando este proceso se produce la modulacin que se
produce se llama Modulacin de Amplitud en
Cuadratura (QAM) debido a que los fasores resultantes
forman ngulo de 90 entre ellos.
En QAM, cada vector tambin es llamado SMBOLO, pues
cada smbolo equivale a N bits. En el caso de 16-QAM, si
modulamos una portadora de forma que presente por ejemplo
10 vectores por segundo, estaramos transmitiendo 40 bits por
segundo, donde cada vector "transporta" 4 bits. De aqu la
denominacin tcnica de Velocidad o Tasa de
Modulacin ms conocida como SR (tasa de smbolos). Se
expresa en Baud, y se diferencia de la Tasa o Velocidad de
transmisin, expresada en Bits por segundo (bps).
EJEMPLO DE 8-QAM
EJEMPLO DE 16-QAM
CONSTELACIONES M-QAM REALES
REPRESENTACIN DE CONSTELACIONES
M-PSK Y M-QAM
TABLA COMPARATIVA DE MODULACIONES
DE SMBOLOS
COMPARATIVA DE MODULACIONES
EFICIENCIA DEL ANCHO DE BANDA En general, la eficiencia del Ancho de Banda se normaliza a
un AB de 1 Hz y en consecuencia indica la cantidad de bits
que se puede propagar a travs de un medio, por cada Hertz
de AB.
Hz MnimoBandadeAnchobpsn TransmisideRpidez
ABdeEficiencia
OTROS TIPOS DE MODULACIONES M-ARIAS
MODULACIONES EN MNIMO DE
FRECUENCIA MSK En la modulacin digital FSK, cuando se tiene una seal
binaria de entrada que cambia de 0 lgico a un 1 lgico (y
viceversa), la frecuencia de la seal modulada en la salida se
desplaza entre dos frecuencias:
una frecuencia de marca (o de 1 lgico, fm) y;
una frecuencia de espacio (o de 0 lgico, fs).
Ellas se encuentran separadas de la frecuencia de la
portadora por la desviacin mxima de frecuencia f,
OTROS TIPOS DE MODULACIONES M-ARIAS
MODULACIONES EN MNIMO DE
FRECUENCIA GAUSSIANO GMSK GMSK tambin representa un esquema de modulacin por
desplazamiento de frecuencia con fase continua.
Es muy parecido a la modulacin MSK, con la diferencia de
que la seal digital binaria de entrada pasa primero por un
filtro Gaussiano antes de ser modulada.
Esto provoca una reduccin evidente en los lbulos laterales
del espectro de la seal modulada y en la interferencia entre
portadoras de seales en canales de frecuencia adyacentes,
con una consecuente reduccin del ancho de banda
comparada incluso con MSK.
ACTIVIDAD EN CLASE
Ejecutar el archivo binarias en el programa
LabVIEW, bajo las siguientes condiciones:
Pruebe las modulaciones ASK, FSK, PSK, MSK,
GMSK, eligiendo correctamente la frecuencia de
la portadora, la frecuencia de bits y la frecuencia
de muestreo.
Por cada modulacin ejecutada observe que
sucede con los parmetros existentes en el
aplicativo (Constelacin y FFT).
REALIZAR INFORME DE LA PRCTICA
PRCTICA DE LABORATORIO
PREGUNTAS?
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