2015-2-telecomunicaciones i - te - 14

7/24/2019 2015-2-Telecomunicaciones I - TE - 14

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ESCUELA ACADMICA PROFESIONAL DEINGENIERA ELECTRNICA CON MENCIN

EN TELECOMUNICACIONES

TRANSMISIN DIGITAL ENBANDA ANCHA (MODULADA)

S E S I N N

1 4I N G . C S A R F. H U A M A N AYA L A


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INTRODUCCIN

Existen dos formas de transmitir una seal digital:

1. Transmisin en banda base, es decir, transmitir la sealdirectamente a travs de un canal sin efectuar antes ningn

tipo de modulacin.2. Transmisin en banda ancha,el cual consiste en modular la

seal con alguna tcnica de modulacin antes de sertransmitida.

Esta ltima forma de transmisin es la que va a ser objeto de

estudio en esta sesin.

Ing. Csar Huaman Ayala 2


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MODULACIN DIGITAL

La modulacin digital o conversin de digital a analgico es elproceso de cambiar una de las caractersticas de una seal analgicaen informacin basada en una seal digital. (Fig. 2)

Al cambiar cualquiera de las 3 caractersticas principales de unaseal analgica, se obtienen 3 mecanismos para modular datosdigitales en seales analgicas. (Fig. 3)


Figura 2


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MODULACIN DIGITAL

Modulacin por desplazamiento de amplitud (ASK)

Modulacin por desplazamiento de frecuencia (FSK)

Modulacin por desplazamiento de fase (PSK)

Hay un cuarto mecanismo(y mejor) que combinacambios en faseyamplitudy que se denomina modulacin de amplitud en cuadratura(QAM). Es el ms eficiente de estos mecanismos y es el que se usaen todos los mdems modernos.


Figura 3


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ESQUEMA GENERAL DE TRANSMISINDIGITAL


Modulacin

Demodulacin


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MODULACIN ASK (1)

Transmisin por desplazamiento de amplitud (ASK, por sus siglas eningls: Amplitude Shift Keying) tambin llamada Transmisin porcierre y apertura (OOK, por sus siglas en ingls: On-Off Keying), lacual consiste en activar o desactivar (conmutar) una portadora

senoidal con una seal binaria unipolar.En este caso la seal moduladoraesta dada por:

= 1; 1 0; 0

Mientras que el valor de la seal de transmisin (seal portadora) esdado por:

= Ing. Csar Huaman Ayala 10


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MODULACIN ASK (2)

Como es una modulacin de amplitud, la seal modulada tiene lasiguiente expresin:

=

Como ya vimos la seal moduladora al ser una seal digitaltoma nicamente los valores 0 y 1, con lo cual la seal moduladaresulta:

= ; 1 0; 0



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ESQUEMA DE MODULACIN ASK


Figura 4. Modulacin por desplazamiento de amplitud(Amplitude Shift Keying)


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ESQUEMA DE MODULACIN ASK


Figura 5. Desplazamientos (mximo y mnimo) de amplitud de laportadora en ASK


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ANCHO DE BANDA DE ASK

El ancho de banda mnimo necesario para la transmisin esnumricamente igual a la tasa de baudios. (Fig. 6)

=


Figura 6


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RELACIN ENTRE TASA DE BIT Y TASA DEBAUDIOS EN ASK

La tasa de bits y la tasa de baudios en la modulacin ASK son iguales. (Fig. 7)


Figura 7


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MODULACIN FSK (1)

Transmisin por desplazamiento de Frecuencia (FSK, por sus siglas en ingls:Frequency Shift Keying), la cual consiste en desplazar la frecuencia de unaportadora senoidal desde una frecuencia de marca (correspondiente, por ejemplo,al envo de un 1 binario) hasta una frecuencia de espacio (correspondiente alenvo de un 0 binario) de acuerdo con la seal de banda base digital. Es idntica amodular una portadora de FM con una seal digital binaria.En este caso la seal moduladoraesta dada por:

= 1; 1 0; 0

Mientras que el valor de la seal de transmisin (seal portadora) es dado por:

=



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MODULACIN FSK (2)

Como ya vimos la seal moduladora al ser una sealdigital toma nicamente los valores 0 y 1, con lo cual la sealmodulada resulta:

= ; 1 ; 0

Como se muestra en la figura 8.

Tener en cuenta que: >



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ESQUEMA DE MODULACIN FSK


Figura 8. Modulacin por desplazamiento de Frecuencia Binario(Binary Frequency Shift Keying - BFSK)


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ESQUEMA DE MODULACIN FSK


Figura 9. Desplazamientos de frecuencia en BFSK


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ANCHO DE BANDA DE FSK

El ancho de banda mnimo necesario para la transmisin esnumricamente igual a la tasa de baudios. (Fig. 10)

= +


Figura 10


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RELACIN ENTRE TASA DE BIT Y TASA DEBAUDIOS EN FSK

La tasa de bits y la tasa de baudios en la modulacin FSK son iguales. (Fig. 11)


Figura 11


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MODULACIN PSK (1)

Transmisin por desplazamiento de fase (PSK, por sus siglas en ingls:PhaseShift Keying), llamada tambin BPSK (Bynary Phase Shift Keying), es unatcnica de modulacin digital en la que la informacin se va a modular en

pase, es decir, dependiendo de los valores de entrada digital, la sealanalgica modulada va a tener una u otra fase de salida.

En este caso la seal moduladoraesta dada por:

= 1; 1 0; 0

Mientras que el valor de la seal de transmisin (seal portadora) es dadopor:

=



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MODULACIN PSK (2)

Como ya vimos la seal moduladora al ser una sealdigital toma nicamente los valores 0 y 1, con lo cual la sealmodulada resulta:

= + ; 1 ; 0

Como se muestra en la figura 12.

Tener en cuenta que: >



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ESQUEMA DE MODULACIN PSK


Figura 12. Modulacin por desplazamiento de Fase Binario(Binary Phase Shift Keying - BPSK)


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ESQUEMA DE MODULACIN PSK


Figura 13. Desplazamientos de fase de la portadora de la seal moduladaen BPSK


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MODULACIN PSK VARIANTES (1)



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MODULACIN QAM (1)

Quadrature Amplitude Modulation (QAM) es una tcnica demodulacin digital en la que la informacin va a ser moduladatanto en amplitud como en fase.

QAMes un tipo de modulacin M-aria en la que para grupos de""bits, podemos obtener = 2salidas diferentes.Modulacin 4-QAM, tcnica de modulacin QAM en la que

M=4 y por consiguiente k=2, es decir, los datos de entrada

binarios estn compuestos de 2 bits (dibits).Modulacin 8-QAM, tcnica de modulacin QAM en la queM=8, as pues, dicho modulador trata los datos de entrada engrupos de k=3 bits que reciben el nombre de tribits.



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MODULACIN QAM (1)

Quadrature Amplitude Modulation (QAM) es una tcnica demodulacin digital en la que la informacin va a ser moduladatanto en amplitud como en fase.

QAMes un tipo de modulacin M-aria en la que para grupos de""bits, podemos obtener = 2salidas diferentes.Modulacin 4-QAM, tcnica de modulacin QAM en la que

M=4 y por consiguiente k=2, es decir, los datos de entrada

binarios estn compuestos de 2 bits (dibits).Modulacin 8-QAM, tcnica de modulacin QAM en la queM=8, as pues, dicho modulador trata los datos de entrada engrupos de k=3 bits que reciben el nombre de tribits.



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MODULACIN 4-QAM



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MODULACIN 8-QAM



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EJERCICIOS (1)

1) Calcule el ancho de banda mnimo para una seal ASK quese transmite a 2 kbps. El modo de transmisin es half-duplex.

2) Dado un ancho de banda (BW) de 5 kHz para una sealASK, Cul es la tasa de baudios y la tasa de bits?

3) En una transmisin de datos, se pueden usar enlaces full-dplex con comunicacin en ambos sentidos. Es necesariodividir el BW en 2 frecuencia portadoras. Dado un ancho de

banda de 10 kHz (1 a 11 kHz), dibuje un diagrama ASK full-dplex del sistema. Encuentre las portadoras y los anchos debanda en cada direccin. Asuma que no hay banda de guardaentre las bandas de ambas direcciones.



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EJERCICIOS (2)

4) Calcule el BW mximo para una seal FSK que se transmitea 2 kbps. La transmisin es en modo half-duplex y las

portadoras deben estar separadas por 3 kHz.

5) Calcule la mxima tasa de bits de una seal FSK si el BWdel medio es 12 kHz y la diferencia entre las dos portadorasdebe ser al menos 2 kHz. La transmisin se lleva a cabo enmodo full-dplex.

6) Calcule el BW de una seal 4-PSK que se transmite a 2kbps. La transmisin se lleva a cabo en modo half-duplex.

7) Dado un BW de 5 kHz para una seal 8-PSK, calcule la tasade Baud y la tasa de bit.



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EJERCICIOS (3)

8) Un diagrama de constelacin est formado por 8 puntosigualmente espaciados sobre un crculo. Si la tasa de bit es4.8 kbps, cul es la tasa de baudio?

9) Calcule la tasa de bit para una seal 16-QAM de 1 kBd.10) Calcule la tasa de Baud para una seal 64-QAM de 72 kbps.

11) Calcule la tasa de bit para una seal QAM que tiene un BWefectivo de 4 kHz y 15 bit/Bd.



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MUCHAS GRACIAS POR

SU ATENCIN

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