Modulación

MODULACIÓN QAM, PSK, FSK, PAM


1. INTRODUCCIÓN
El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas de comunicaciones, incluyendo transmisión digital y radio digital. La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistema de comunicación. El radio digital es la transmisión de portadoras analógicas moduladas, en forma digital,entre dos o más puntos de un sistema de comunicación. E1 radio digital utiliza portadoras analógicas, al igual que los sistemas convencionales. Existen barios tipos de técnicas de modulación digital que se suelen utilizar en sistemas de radio digital: transmisión (modulación) por desplazamiento de frecuencia (FSK), transmisión por desplazamiento de fase (PSK), modulación de amplitud en cuadratura(QAM) y modulación por amplitud de pulso (PAM)
2. MODULACION DE AMPLITUD EN CUADRATURA (QAM)
La modulación QAM consiste en modular por desplazamiento en amplitud ASK de forma independiente, dos señales portadoras que tienen la misma frecuencia pero que están desfasadas entre sí 90º. La señal modulada QAM es el resultado de sumar ambas señales ASK. Estas pueden operar por el mismo canal sininterferencia mutua porque sus portadoras al tener tal desfase, se dice que están en cuadratura.
La ecuación matemática de una señal modulada en QAM es:

Las amplitudes de las dos señales moduladas en ASK (a y b), toman de forma independiente los valores discretos  y correspondientes al

Total de los “N” estados de la señal moduladora codificada en banda base multinivel, según la ecuación N=n * m.
Una modulación QAM se puede reducir a la modulación simultánea de amplitud  y fase  de una única portadora, pero sólo cuando los estados de amplitud  y de fase  que esta dispone, mantienen con las amplitudes de las portadoras originales  y  las relaciones que se indican:

Donde  y  están moduladas en ASK,  esta modulada en ASK y  es una expresión modulada en PSK

Estas expresiones sededucen fácilmente a partir de las siguientes



QAM (Modulación de amplitud en cuadratura de estado 16)

QAM = ASK + PSK

QAM 16 – QAM

3. TRANSMISIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)
La modulación PSK se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjuntodiscreto de "n" valores posibles.
La modulación PSK también se denomina por desplazamiento debido a los saltos bruscos que la moduladora digital provoca en los correspondientes parámetros de la portadora.
Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de laportadora sin modular.

3.1 Imagen modulación PSK

La señal modulada resultante, responde a la expresión:

Donde:
=longitud
=frecuencia
=tiempo
=representa cada uno de los n valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la señal codificada en banda base multinivel
4. DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA FSK
El FSK binario es una Forma de modulación angular de amplitud constante,similar a la modulación en frecuencia convencional, excepto que la señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía, entre dos niveles de voltaje discreto, en lugar de una forma de onda analógica que cambia de manera continua. La expresión general para una señal FSK binaria es
V (t) = V c cos [(w c + v m (t) D w / 2) t] (1)
Donde v (t) = forma de onda FSK binaria
V c = amplitud pico de laportadora no modulada
W c = frecuencia de la portadora en radianes
V m (t) = señal modulante digital binaria
D w = cambio en frecuencia de salida en radianes
De la ecuación 1 puede verse que con el FSK binario, la amplitud de la portadora V c se mantiene constante con la modulación. Sin embargo, la frecuencia en radianes de la portadora de salida ( w c) cambia por una cantidad igual a ± D...