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1 Page 1 of 5 Procesos de Modulación Digital Nota Técnica Elaborada por Edison Carleti Instructor de Trenamientos da Linear Equipamentos Eletrônicos SA Assunto: Técnicas de Modulación Digital Data: 24/10/2003 TIPOS DE MODULACIÓN PROCESSOS DE MODULACIÓN DIGITAL MODULACIÓN DIGITAL POR CAMBIO DE AMPLITUD * Consiste en la variación de la amplitud de la portadora senoidal, que se hace mediante las variaciones de estado lógico de la señal modulante. * También conocida como modulación por desplazamiento de amplitud.. ASK Amplitud Shift Keying MODULACIÓN DIGITAL POR CAMBIO DE FRECUÊNCIA

2 Page 2 of 5 * Consiste en la modificación de frecuencia en la portadora senoidal, que se hace mediante las variaciones de estado lógico de la señal modulante. * También conocida como modulación por desplazamiento de frecuencia. FSK Frequency Shift Keyin MODULACIÓN DIGITAL POR CAMBIO DE FASE * Consiste en variar la fase de la portadora senoidal mediante las variaciones de estado lógico de la señal digital modulante. * La frecuencia de la portadora no es alterada, la información digital es transmitida en la fase de esta portadora. * También conocida por modulación por desplazamiento de fase. * Para optimizar el espectro de frecuencia en sistemas digitales es adoptada la modulación multinivel, donde cada símbolo es representado por un número N de bits que será igual a log2m. Siendo así: M=2N M: número de simbolos o índice de modulación...n: número de bits de la modulación para portadora senoidal para portadora senoidal en modulación digital.. CONSTELACIÓN PSK * La constelación es um instrumento a menudo utilizado para simbolizar por ejes una señal com modulación digital. * El eje I (In-Phase) indica que no hay alteración en la fase de la portadora. * El eje Q indica que hay una defasaje de 900 en la fase de la portadora. * Las técnicas de modulación PSK más utilizadas son: BPSK y QPSK. PSK Phase Shift Keying MODULACIÓN BINÁRIA POR CAMBIO DE FASE CONSTELAÇÃO PSK BPSK Bi Phase Shift Keying de una portadora con modulación digital BPSK Cuando la señal modulante es una señal digital binária, la señal modulada irá sufrir una comutación entre dos fases acompañando * la señal de entrada. Para la implementación de la modulación BPSK, se utiliza a menudo tener fase de (inversión de fase de un estado para o * otro). * También conocida como PRK Phase Reversal Keying. * El índice de modulación para BPSK é:...m= 2N N=1 M= 21 M=2 MODULACIÓN DIGITAL POR CAMBIO DE FASE EN CUADRATURA

3 Page 3 of 5 Gráfico vectorial de una portadora con modulación digital QPSK QPSK Quartenary Phase Shift Keying * La señal digital binaria es combinado en conjuntos de dos bits - DIBITS. Para una combinación binaria son posibles cuatro DIBTS. * Para cada DIBTS hay una inversión en la fase de la señal de la portadora senoidal. * También conocida como PSK en cuadratura. * El índice de modulación para QPSK es:...m= 2N N=2 M= 22 M=4 Modulador QPSK Procedimiento de diagrama de ojo para moduladores QPSK 1- Ubique los puntos de teste I y Q en el modulador. Conecte el punto I en el canal 1 (X) y el punto Q en el canal 2 (Y) de un osciloscopio de doble 2- trazo. 3- Apague la base de tiempo del osciloscopio (X-Y). 4- Con los cursores de selección de entrada de los canales 1 y 2 del osciloscopio en la posición GND, ajuste para que los puntos estén extremamente superpuestos y en el centro de la pantalla. Después de hecho eso, retorne los cursores para la posición AC. Las escalas Volts/Div de los dos canales deben se quedar con el mismo valor. 5- Caso el modulador estuviera perfecto deberá aparecer la señal ejemplificada al lado. ANÁLISIS ESPECTRAL DE LAS PORTADORAS CON MODULACIÓN DIGITAL

4 Page 4 of 5 * RELACIÓN C / No: QPSK BPSK - Relación expresada en db entre lo nivel máximo de la portadora (carrier) a densidad de ruido (noise). * RELACIÓN Eb / No: - Relación expresada en db entre la energía consumida por bit a densidad de ruido, o sea, la energía ocupada por la portadora modulada. - En la practica es acepto como siendo 3dB a menos que el C / No. C / No y Eb / No para un sistema via satélite * TASA DE DATOS (DR): - La tasa de datos (Data Rate) es el número de bits por segundo (BPS) que deberá ser transmitido y / o recibidos. Corresponde al valor cuantitativo de la información. * FACTORES DE CORRECIÓN: - La transmisión de los datos debe ser leal del punto de origen al punto de destino. Sin embargo, el medio de transmisión sufre influencias externas que podrán perjudicar el enlace. Para eso fueran creados algunos factores de corrección que consisten en el envío de más bits en la transmisión para suplir una eventual perdida de información. A menudo son utilizados: - FEC (Forward Error Correction): ejemplo: FEC ½ a cada un bit transmitido lo segundo es de corrección FEC ¾ a cada tres bits transmitidos lo cuarto es de corrección - Reed Solomon (RS): para los padrones DVB normalmente es 188/204 * TASA DE DATOS CORRIGIDA (DR ): - Es la tasa de datos (Data Rate) transmitida sumada a los bits del factor de corrección de error. * TASA DE SÍMBOLOS SYMBOL RATE (SR): - Cada técnica de modulación digital tiene su Número de Bits Por Segundo (NBPS): BPSK: NBPS=1 QPSK: NBPS=2 - La tasa de datos corregida (DR ) será modulada en cuadro de bits correspondiente al NBPS. Estos cuadros de bits son denominados símbolos y son representados por la tasa de símbolos por segundo. * BANDA OCUPADA (BO): - Corresponde al valor en Hertz que efectivamente la portadora modulada necesitará para la transmisión de datos. - Es agregado al valor porcentual total del ancho de banda de la portadora denominado de ROOL OFF. Este valor varia de acuerdo con padrones y lo más utilizado es el IBS / IDR que corresponde a un ROOL OFF de 40% BO= (DR x ROOL OFF) / NBPS

5 Page 5 of 5 * BANDA ALOCADA (BA): - Es el valor da banda comprada o alocada en el seguimiento espacial (para sistemas vía satélite). * EJEMPLO DE CÁLCULO PARA MODULACIÓN DIGITAL: - Dimensionar una transmisión digital para vídeo para los siguientes datos: Banda Ocupada: 6MHz ROOL OFF: IBS/IDR 40% Modulación QPSK FEC: ¾ Reed Solomon: 188 / 204 Calcular la Tasa de Transmisión (DR) e la Tasa de Símbolos (SR) BO = (DR x ROOL OFF) / NBPS 6x106 = (DR x 1,4) / 2 DR = [2 x ( 6x106)] / 1,4 DR = 8,571Mbps DR = DR / (FEC x RS) 8,571x106 = DR / [(3/4) x (188/204)] DR = (8,571x106) x 0,691 DR = 5,922 Mbps SR = DR / NBPS SR = (8,571x106) / 2 SR = 4,2855 MSym (5535) (5535) Praça Linear, CEP Santa Rita do Sapucaí-MG