MODULACIÓN DIGITAL

EXPOSITORES

CRISTIAN CAMILO TOBARIA LEÓN

JOHANN SEBASTIAN ALFONSO ROMERO

Junio de 2012

TEMARIO Introducción Aspectos básicos Modulación por desplazamiento de

amplitud (ASK) Modulación por desplazamiento de

frecuencia (FSK) Modulación por desplazamiento de

fase (PSK) Modulación de amplitud en cuadratura

(QAM)

INTRODUCCIÓN

La modulación de digital a analógico, es el proceso de cambiar una de las

características de una señal de base analógica en información basada en una

señal digital (ceros y unos).

Una onda seno se define por tres

características: Amplitud Frecuencia Fase

Cuando se cambian cualquiera de estas características, se crea una segunda versión de esta onda.

ASPECTOS BÁSICOS

Antes de definir los métodos específicos de la modulación digital a analógico, debemos definir tres conceptos:

Tasa de bits Tasa de baudio Señal portadora

Tasa De bits

Es el número de bits transmitidos durante un segundo. Cuando se habla de la eficiencia de las computadoras, la tasa de bits es lo más importante.

Tasa de bits = Tasa de baudios x Numero de bits por elementos de señal

Tasa De baudios

Indica el número de unidades de señal por segundo necesarias para representar estos bits. La tasa de baudios determina el ancho de banda necesario para enviar la señal.

Tasa de baudios = Tasa de bits / Número de bits por elemento de la señal

Señal Portadora

En la transmisión analógica, el dispositivo emisor produce una señal de alta frecuencia que actúa como base para la señal de información. Esta señal base se denomina señal portadora o frecuencia portadora.

MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD (ASK)

La potencia de la señal portadora se cambia para representar el 1 o 0 binario.

Tanto la frecuencia como la fase permanecen constantes mientras que la

amplitud cambia. La velocidad de transmisión ASK esta limitada por las características físicas del medio de

transmisión.

Ancho De Banda De ASK

El ancho de banda de una señal es el rango total de frecuencias ocupadas por esa señal. Cuando se descompone una señal modulada con ASK, se obtiene un espectro de muchas frecuencias simples.

BW = (1 + d) x Nbaudio

BW = ancho de banda

Nbaudio = tasa de baudios

d = factor relacionado con la condición de la línea

Algunos Ejemplos

Encuentre el ancho de banda mínimo para una señal ASK que transmite 2.000 bps. El modo de transmisión es semidúplex.

Dado un ancho de banda de 5.000 Hz para una señal ASK. ¿Cuál es la tasa de baudios y la tasa de bits?

MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA (FSK)

La frecuencia de la señal portadora cambia para representar el 1 y el 0 binario. La

frecuencia de la señal durante la duración del bit es constante y su valor depende de

un bit (0 o 1), tanto la amplitud de pico como la fase permanecen constantes.

Ancho De Banda Para FSK

Aunque FSK cambia entre dos frecuencias portadoras, es fácil analizar dos frecuencias coexistentes. Se puede decir que el espectro FSK es la combinación de dos espectros ASK.

BW = (fc1 – fc0) + Nbaudios

(fc1 – fc0) = diferencia entre las dos frecuencias de las portadoras

Algunos Ejemplos

Encuentre el ancho de banda máximo para una señal FSK que transmite 2.000 bps. La transmisión es en modo de transmisión es semidúplex. Y las portadoras deben estar separadas por 3.000 Hz.

MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)

La fase de la portadora cambia para representar el 1 o el 0 binario. Tanto la

amplitud de pico como la frecuencia permanecen constantes.

Diagrama de constelación para 2-PSK

Diagrama De Constelación

Se define como la representación grafica de un esquema de modulación digital en el plano complejo.

Diagrama de constelación para 4-PSK

Diagrama de constelación para 8-PSK

Ancho de Banda Para PSK

El ancho de banda mínimo para transmisión PSK es el mismo que el que se necesita para la transmisión ASK.

Algunos Ejemplos

Determine el ancho de banda mínimo de una señal 4-PSK transmitiendo a 2.000 bps. La transmisión se lleva a cabo en modo semidúplex.

Dado un ancho de banda de 5.000 Hz para una señal 8-PSK. ¿Cuáles son la tasa de baudios y la tasa de bits?

MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA (QAM)

Este mecanismo combina los cambios en fase y amplitud.

La modulación QAM significa combinar ASK y PSK de tal forma que hay un

contraste máximo entre cada bit, tribit, quadbit, etc.

Combinaciones Posibles de QAM

Las variaciones posibles de QAM son numerosas.

Las combinaciones posibles son:

4-QAM y 8-QAM

Combinaciones Posibles de QAM

16-QAM

Ancho De Banda Para QAM

El ancho de banda mínimo necesario para una transmisión QAM es el mismo que es necesario para transmisión ASK y PSK. QAM tiene las mismas ventajas que PSK sobre ASK.

Tasas Comparativas De bits y baudios Para Los Distintos Métodos De

Modulación De Digital a Analógico

Algunos Ejemplos

Calcular la tasa de bits para una señal 16-QAM de 1.000 baudios.

Calcular la tasa de baudios para una señal 64-QAM de 72.000 bps.

Aplicación De La Modulación Digital a La Televisión Digital

La televisión digital se diferencia de la analógica básicamente en que las señales de video y audio están digitalizadas y como tales son transmitidas utilizando sistemas de modulación digitales.

Los esquemas de modulación para la televisión digital, dependen principalmente de tres factores:

El medio de transmisión- Satélite

- Terrestre- Cable

La aplicación o servicioEl país de implementación

DVB, Digital Video Broadcasting la norma de televisión digital terrestre abierta de origen europeo. DVB tiene una familia de normas según el medio de transmisión. DVB define un esquema de modulación para transmisión vía microondas.

¿Qué es DVB?

Las principales ventajas de los sistemas digitales frente a los analógicos es que son mas estables, presenta una gran flexibilidad hacia cambios en el sistema y garantizan una reproducción extremadamente confiable.

Sus Ventajas

Tipos De Modulación En La Televisión Digital

Los principales tipos de modulación utilizados en televisión digital y en otras aplicaciones digitales son :

Q-PSK QAM 16-QAM 64-QAM 256-QAM

FUENTES DE INFORMACION

Behrouz A. Forouzan. TRANSMISION DE DATOS Y REDES DE COMUNICACIONES. Segunda edición. McGraw-Hill. 2002.

W. Stallings. Comunicaciones y Redes de Computadores. Sexta edición. Pearson Education. 2000. PP 133 – 136. PP 151

Sotelo Rafael, Duran Diego. “Modulación Digital Aplicación a la Televisión Digital en DVB”.