Tecnicas de modulación
Páginas: 22 (5326 palabras)
Publicado: 11 de diciembre de 2009
Introducción
Con este trabajo se pretende dar a conocer sobre las técnicas de modulación empleadas en las telecomunicaciones, así como sus diferentes rasgos y ámbitos de aplicación de cada una.
Primordialmente se tratan las 4 modulaciones principales ASK, FSK, PSK y QAM mostrando así el funcionamiento y algunos ejemplos demostrativos de estas.
Al final se vera una comparativa de lossistemas de modulación binarias y algunas clasificaciones mas.
Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK)
La modulación por desplazamiento de amplitud, en inglés Amplitude-shift keying (ASK), es una modulación de amplitud donde la señal moduladora (datos) es digital. Los dos valores binarios se representan con dos amplitudes diferentes y es usual que una de las dosamplitudes sea cero; es decir uno de los dígitos binarios se representa mediante la presencia de la portadora a amplitud constante, y el otro dígito se representa mediante la ausencia de la señal portadora.
Por ejemplo, el estado “0” se puede transmitir como una amplitud de 0 volts, mientras que el estado “1” se transmite como una señal sinusoidal de amplitud fija A volts. La señal ASK resultanteconsiste en impulsos modulados, llamados “Marcas”, que representan el estado “1”, y “Espacios” que representan el estado “0”, para la secuencia binaria dada.
La señal modulada puede representarse gráficamente de la siguiente manera
[pic]
Este tipo de modulación se conoce también con el nombre de “modulación OOK (On-Off Keying)”.
La señal ASK tiene entonces la forma
A y fc son laamplitud y frecuencia de la portadora, respectivamente; Tb es el intervalo de
señalización y φc un desfase inicial constante. En general, se verifica que
donde fb es la frecuencia de señalización, la cual es igual numéricamente a la velocidad de modulación Vb= 1 / Tb, expresada en baudios.
La operación de demodulación consiste esencialmente en una toma de decisiones en los instantes demuestreo tn en relación con el valor o estado (“1” ó “0”) transmitido. Esta decisión reposa sobre un criterio más o menos elaborado, como veremos más adelante.
Ancho de Banda y Relaciones S/N en Sistemas ASK
La señal ASK se puede escribir en la forma (haciendo φo = 0),
es una secuencia aleatoria binaria unipolar NRZ (sin retorno a cero) de amplitud A. Se demuestra [Shanmugan, 1979] que lafunción de autocorrelación y la densidad espectral de potencia de la secuencia aleatoria A(t) son, respectivamente,
La potencia promedio de entrada o “potencia de portadora” de una señal ASK a la entrada del detector será
Para calcular la potencia de ruido es necesario conocer las características espectrales
de la señal ASK.
De acuerdo con el teorema de la modulación para señales de potencia, ladensidad espectral de potencia SASK(f ) de xASK(t) será
Este será entonces el ancho de banda del filtro pasabanda de entrada al receptor y, por supuesto, el ancho de banda mínimo del canal de transmisión. Este valor de B será utilizado en los cálculos de la Relación Señal/Ruido (S/N).
Se puede demostrar que la potencia contenida dentro del ancho de banda B es el 95% de la potencia total dela señal ASK, y que la mitad de esa potencia se consume en la transmisión de la portadora. Los sistemas ASK son sistemas de doble banda lateral y por lo tanto no son muy eficientes en cuanto a ancho de banda y consumo de potencia.
Si el ruido en el canal es blanco de densidad espectral η / 2 , la potencia promedio de ruido a la entrada del receptor será
Con el fin de comparar elcomportamiento de los diferentes sistemas de modulación binaria sobre una referencia común, se define la “Relación Señal/Ruido Normalizada, γ” [Schwartz y otros, 1966] en la forma
Rendimiento de Transmisión.
Desde un punto de vista más general, la relación S/N en un sistema se puede definir a partir de parámetros comunes para cualquier esquema de modulación. En efecto, en un sistema binario la...
Con este trabajo se pretende dar a conocer sobre las técnicas de modulación empleadas en las telecomunicaciones, así como sus diferentes rasgos y ámbitos de aplicación de cada una.
Primordialmente se tratan las 4 modulaciones principales ASK, FSK, PSK y QAM mostrando así el funcionamiento y algunos ejemplos demostrativos de estas.
Al final se vera una comparativa de lossistemas de modulación binarias y algunas clasificaciones mas.
Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK)
La modulación por desplazamiento de amplitud, en inglés Amplitude-shift keying (ASK), es una modulación de amplitud donde la señal moduladora (datos) es digital. Los dos valores binarios se representan con dos amplitudes diferentes y es usual que una de las dosamplitudes sea cero; es decir uno de los dígitos binarios se representa mediante la presencia de la portadora a amplitud constante, y el otro dígito se representa mediante la ausencia de la señal portadora.
Por ejemplo, el estado “0” se puede transmitir como una amplitud de 0 volts, mientras que el estado “1” se transmite como una señal sinusoidal de amplitud fija A volts. La señal ASK resultanteconsiste en impulsos modulados, llamados “Marcas”, que representan el estado “1”, y “Espacios” que representan el estado “0”, para la secuencia binaria dada.
La señal modulada puede representarse gráficamente de la siguiente manera
[pic]
Este tipo de modulación se conoce también con el nombre de “modulación OOK (On-Off Keying)”.
La señal ASK tiene entonces la forma
A y fc son laamplitud y frecuencia de la portadora, respectivamente; Tb es el intervalo de
señalización y φc un desfase inicial constante. En general, se verifica que
donde fb es la frecuencia de señalización, la cual es igual numéricamente a la velocidad de modulación Vb= 1 / Tb, expresada en baudios.
La operación de demodulación consiste esencialmente en una toma de decisiones en los instantes demuestreo tn en relación con el valor o estado (“1” ó “0”) transmitido. Esta decisión reposa sobre un criterio más o menos elaborado, como veremos más adelante.
Ancho de Banda y Relaciones S/N en Sistemas ASK
La señal ASK se puede escribir en la forma (haciendo φo = 0),
es una secuencia aleatoria binaria unipolar NRZ (sin retorno a cero) de amplitud A. Se demuestra [Shanmugan, 1979] que lafunción de autocorrelación y la densidad espectral de potencia de la secuencia aleatoria A(t) son, respectivamente,
La potencia promedio de entrada o “potencia de portadora” de una señal ASK a la entrada del detector será
Para calcular la potencia de ruido es necesario conocer las características espectrales
de la señal ASK.
De acuerdo con el teorema de la modulación para señales de potencia, ladensidad espectral de potencia SASK(f ) de xASK(t) será
Este será entonces el ancho de banda del filtro pasabanda de entrada al receptor y, por supuesto, el ancho de banda mínimo del canal de transmisión. Este valor de B será utilizado en los cálculos de la Relación Señal/Ruido (S/N).
Se puede demostrar que la potencia contenida dentro del ancho de banda B es el 95% de la potencia total dela señal ASK, y que la mitad de esa potencia se consume en la transmisión de la portadora. Los sistemas ASK son sistemas de doble banda lateral y por lo tanto no son muy eficientes en cuanto a ancho de banda y consumo de potencia.
Si el ruido en el canal es blanco de densidad espectral η / 2 , la potencia promedio de ruido a la entrada del receptor será
Con el fin de comparar elcomportamiento de los diferentes sistemas de modulación binaria sobre una referencia común, se define la “Relación Señal/Ruido Normalizada, γ” [Schwartz y otros, 1966] en la forma
Rendimiento de Transmisión.
Desde un punto de vista más general, la relación S/N en un sistema se puede definir a partir de parámetros comunes para cualquier esquema de modulación. En efecto, en un sistema binario la...
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