Modulacion Y Demodulacion Qpsk
Páginas: 10 (2360 palabras)
Publicado: 11 de noviembre de 2012
MODULACION Y DEMODULACION QPSK
La modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) es una variante de la modulación por desplazamiento de fase (PSK). Recuerde que BPSK es básicamente un esquema de modulación DBL-PS con información digital como mensaje. La información digital en BPSK es enviada un bit a la vez por cada periodo de la señal portadora. QPSK es también un esquema demodulación DBL-PS pero envía dos bits de información digital por periodo de la señal portadora. Ambos variantes de PSK usan una sola frecuencia portadora.
Ya que QPSK envía dos bits de datos a la vez, podría pensarse que es dos veces más rápido que BPSK, pero no es así. La conversión de los datos digitales, desde una ráfaga serial de bits individuales, a dos ráfagas seriales de bits reduce a lamitad la tasa de bits de datos. Esto elimina la necesidad de mayor velocidad al enviar dos bits a la vez.
¿Por qué el interés por QPSK? La reducción a la mitad la tasa de bits tiene una ventaja significativa. La cantidad de espectro de radiofrecuencia requerida para transmitir QPSK es la mitad que la requerida para BPSK. En concreto, se aprovecha mejor el espectro.
La Figura 01 muestra eldiagrama de bloques de la implementación matemática de QPSK.
Figura 01 – Diagrama de bloques de un modulador QPSK
A la entrada del modulador, los bits pares de los datos digitales (esto es, bits 0, 2, 4 y demás) son retirados de la ráfaga de datos por un “bit-splitter” (divisor de bits) y multiplicados con una portadora para generar una señal BPSK (denominada PSKI). Al mismo tiempo, losbits de datos impares (esto es, los bits 1, 3, 5 y así sucesivamente) son retirados de la ráfaga de datos y multiplicados con la misma portadora, pero desfasada en 90°, para generar una segunda señal BPSK (llamada PSKQ). Esta es la clave de la modulación QPSK.
Las dos señales BPSK son entonces sumadas para transmisión y, como tienen la misma frecuencia portadora, ocupan la misma porción delespectro de radiofrecuencia. Esto podría sugerir que las dos señales se mezclan irremediablemente; sin embargo, la separación de fase de 90° entre las portadoras permite a las bandas laterales estar separadas del receptor usando discriminación de fase (visto en experimentos previos).
La Figura 02 siguiente muestra el diagrama de bloques de una implementación de la demodulación QPSK.Figura 2 – Diagrama de bloques de un demodulador QPSK
Note que el arreglo usa DOS DETECTORES de producto para, simultáneamente, demodular las dos señales BPSK. Simultáneamente se recupera los pares de bits de los datos originales. Las dos señales son acondicionadas usando un comparador, luego los bits son puestos nuevamente en orden usando un conversor paralelo a serie.
Para comprender comocada DETECTOR toma solamente una de las señales BPSK y no ambas, recuerde que la detección de producto de las señales DBL-PS es sensible a la fase. Esto es, la recuperación del mensaje es óptimo si las portadoras local y transmitidas están en fase una con respecto a la otra. El mensaje recuperado es atenuado si las dos portadoras no están exactamente en fase (este punto se discute en experimentosprevios).
El demodulador QPSK toma ventaja de este hecho. Note que los dos DETECTORES de producto reciben señales desfasadas 90° entre sí, pero comparten la misma portadora local. Siendo este el caso, una vez que la fase de la portadora local, de uno de los detectores, iguala a la fase de la portadora de transmisión para una de las señales BPSK, existe automáticamente un error de fase de 90° entrela portadora local y la portadora de transmisión de la otra señal BPSK. Así, el detector recupera los datos de una de las señales BPSK y rechaza a la otra señal BPSK, esto ocurre en forma alternada.
Preguntas 01
01.- ¿Cuántos bits por símbolo transmiten BPSK y QPSK? __________ y __________, respect.
02.- ¿Puede afirmar que QPSK es un caso de modulación AM? ¿Por qué? ________________...
La modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) es una variante de la modulación por desplazamiento de fase (PSK). Recuerde que BPSK es básicamente un esquema de modulación DBL-PS con información digital como mensaje. La información digital en BPSK es enviada un bit a la vez por cada periodo de la señal portadora. QPSK es también un esquema demodulación DBL-PS pero envía dos bits de información digital por periodo de la señal portadora. Ambos variantes de PSK usan una sola frecuencia portadora.
Ya que QPSK envía dos bits de datos a la vez, podría pensarse que es dos veces más rápido que BPSK, pero no es así. La conversión de los datos digitales, desde una ráfaga serial de bits individuales, a dos ráfagas seriales de bits reduce a lamitad la tasa de bits de datos. Esto elimina la necesidad de mayor velocidad al enviar dos bits a la vez.
¿Por qué el interés por QPSK? La reducción a la mitad la tasa de bits tiene una ventaja significativa. La cantidad de espectro de radiofrecuencia requerida para transmitir QPSK es la mitad que la requerida para BPSK. En concreto, se aprovecha mejor el espectro.
La Figura 01 muestra eldiagrama de bloques de la implementación matemática de QPSK.
Figura 01 – Diagrama de bloques de un modulador QPSK
A la entrada del modulador, los bits pares de los datos digitales (esto es, bits 0, 2, 4 y demás) son retirados de la ráfaga de datos por un “bit-splitter” (divisor de bits) y multiplicados con una portadora para generar una señal BPSK (denominada PSKI). Al mismo tiempo, losbits de datos impares (esto es, los bits 1, 3, 5 y así sucesivamente) son retirados de la ráfaga de datos y multiplicados con la misma portadora, pero desfasada en 90°, para generar una segunda señal BPSK (llamada PSKQ). Esta es la clave de la modulación QPSK.
Las dos señales BPSK son entonces sumadas para transmisión y, como tienen la misma frecuencia portadora, ocupan la misma porción delespectro de radiofrecuencia. Esto podría sugerir que las dos señales se mezclan irremediablemente; sin embargo, la separación de fase de 90° entre las portadoras permite a las bandas laterales estar separadas del receptor usando discriminación de fase (visto en experimentos previos).
La Figura 02 siguiente muestra el diagrama de bloques de una implementación de la demodulación QPSK.Figura 2 – Diagrama de bloques de un demodulador QPSK
Note que el arreglo usa DOS DETECTORES de producto para, simultáneamente, demodular las dos señales BPSK. Simultáneamente se recupera los pares de bits de los datos originales. Las dos señales son acondicionadas usando un comparador, luego los bits son puestos nuevamente en orden usando un conversor paralelo a serie.
Para comprender comocada DETECTOR toma solamente una de las señales BPSK y no ambas, recuerde que la detección de producto de las señales DBL-PS es sensible a la fase. Esto es, la recuperación del mensaje es óptimo si las portadoras local y transmitidas están en fase una con respecto a la otra. El mensaje recuperado es atenuado si las dos portadoras no están exactamente en fase (este punto se discute en experimentosprevios).
El demodulador QPSK toma ventaja de este hecho. Note que los dos DETECTORES de producto reciben señales desfasadas 90° entre sí, pero comparten la misma portadora local. Siendo este el caso, una vez que la fase de la portadora local, de uno de los detectores, iguala a la fase de la portadora de transmisión para una de las señales BPSK, existe automáticamente un error de fase de 90° entrela portadora local y la portadora de transmisión de la otra señal BPSK. Así, el detector recupera los datos de una de las señales BPSK y rechaza a la otra señal BPSK, esto ocurre en forma alternada.
Preguntas 01
01.- ¿Cuántos bits por símbolo transmiten BPSK y QPSK? __________ y __________, respect.
02.- ¿Puede afirmar que QPSK es un caso de modulación AM? ¿Por qué? ________________...
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