Metodos de modulacion digital

METODOS DE MODULACION DIGITAL

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METODOS DE MODULACION DIGITAL
Con referencia a los métodos de modulación digital usados en los sistemas radioeléctricos. Sobre la modulación PSK, QAM y TCM.

1- MODULACIÓN PSK y QAM
1.1- MODULACIÓN PHASE SHIFT KEYED PSK La modulación tiene como objeto adaptar la información digital al medio radioeléctrico mediante la analogización a frecuencias demicroondas. El modulador es un circuito de producto realizado generalmente mediante un puente de diodos (modulador balanceado) que trabaja a una frecuencia intermedia (35, 70, 140 MHz, etc.) entre la banda base y la radiofrecuencia. Existen también moduladores de fase trabajando directamente en radiofrecuencia. En la Fig 01 se presenta el funcionamiento del puente de diodos como modulador ydemodulador. De acuerdo con la polarización combinada que se entrega a los diodos entre la tensión senoidal del oscilador local OL y los datos digitales en banda base BB se dispone de la conducción alternada de los diodos. Esta conducción alternada introduce una variación de fase a la salida respecto del OL de entrada de 0° o 180°. Se trata de la modulación 2PSK que consiste en dos estados de fase de salidaasociados a los dos estados de banda base. Los datos de entrada al circuito de producto deben ser del tipo bipolar (+1,-1) para polarizar en forma alternada los diodos. El demodulador se fundamenta en el mismo esquema de funcionamiento pero la complejidad es superior debido a que se requiere una referencia de fase para poder reconocer la modulación de 0° y 180° de fase. En la Fig 01 seesquematiza el modulador y demodulador del tipo 2PSK.

Fig 01. Modulador de dos niveles de fase. MODULADOR 4PSK. La modulación de 4 estados de fase 4PSK resulta tener una mejor eficiencia espectral (relación entre la velocidad de información en b/s y el ancho de banda necesario en Hz). En otras palabras requiere menor ancho de banda para transmitir la misma información debido a que cada nivel de faselleva 2 bits de información.

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METODOS DE MODULACION DIGITAL
La Fig 01 muestra el modulador y demodulador 4PSK constituido por dos moduladores balanceados funcionando en cuadratura (el oscilador local que alimenta a cada modulador se encuentra con una diferencia de fase de 90°). Cada modulador entrega las fases 0-180° y 90-270° o cual permite obtener las 4 fases resultantes por sumavectorial. Los ejes en cuadratura (ortogonales) se denominan I (In phase) y Q (Quadrature). La distribución de bits para cada fase se realiza mediante la codificación cíclica (Gray) de tal forma que entre una fase y las adyacentes a 90° solo se tiene el cambio de un bit. Entre fases a 180° se tiene el cambio de dos bits. Un error de fase entre estados adyacentes solo introduce un error de bit. Antesy después del modulador se coloca un filtro que limita la banda ocupada por la señal digital y por el espectro de frecuencia intermedia. El filtrado de la banda del canal modulado permite reducir el espectro aumentando la eficiencia espectral. Sin embargo, dicha operación elimina armónicas lo que produce una distorsión de amplitud y de fase de la señal resultante respecto de la señal de entrada.La distorsión de amplitud se observa como una atenuación teórica de 3 dB para saltos de 90° y una anulación de la portadora para saltos de 180°. Véase también la Fig 02 para la modulación 2PSK y 4PSK respectivamente. Esta modulación de amplitud superpuesta a la de fase obliga a trabajar a los amplificadores de radiofrecuencia en una zona lineal de transferencia. Si se satura el amplificador sedestruye la modulación de amplitud y se expande el espectro. Esto obliga a mantener a los amplificadores con un nivel de potencia inferior al de saturación en algún dB (Back off). Un resultado auxiliar se obtiene demodulando en el receptor la componente de amplitud lo cual permite obtener una armónica de temporización que se traduce en la recuperación del reloj asociado a los datos. En la Fig 02 se...