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Línea de transmisiónEste artículo se refiere a la línea de transmisión de comunicaciones. Para información sobre líneas de transmisión utilizadas en las redes de transmisión y distribución eléctrica, véase Red de transporte de energía eléctrica.
Una línea de transmisión es una estructura material utilizada para dirigir la transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas, comprendiendo el todo o una parte de la distancia entre dos lugares que se comunican.
En adelante utilizaremos la denominación de líneas de transmisión exclusivamente para aquellos medios de transmisión con soporte físico, susceptibles de guiar ondas electromagnéticas en modo TEM (modo transversal electromagnético). Un modo TEM se caracteriza por el hecho de que tanto el campo eléctrico, como el campo magnético que forman la onda son perpendiculares a la dirección en que se propaga la energía; sin existir, por tanto componente de los campos en la dirección axial (dirección en que se propaga la energía).
Para que existan propagación energética en modo TEM, es necesario que existan al menos dos conductores eléctricos y un medio dieléctrico entre ambos (que puede incluso ser aire o vacío). Ejemplos de líneas de transmisión son la línea bifilar, el cable coaxial, y líneas planares tales como la stripline, la microstrip...
Cuando el modo de propagación es TEM, se pueden definir, sin ambigüedad, tensiones y corrientes, y el análisis electromagnético de la estructura (estudio de campos) no se hace imprescindible, siendo posible una representación circuital con parámetros distribuidos, tal y como aquí se trata con posterioridad.
Así podemos decir que el modelo circuital equivalente de un tramo de línea de transmisión ideal de longitud infinitesimal dz está compuesto por una bobina serie que representa la autoinducción L de la línea de transmisión por unidad de longitud (medida en H/m), y un condensador en paralelo para modelar la capacidad por unidad de longitud C de dimensiones F/m.
Cuando la línea de transmisión introduce pérdidas, deja de tener un carácter ideal y es necesario ampliar el equivalente circuital anterior añadiendo dos nuevos elementos: una resistencia serie R, que caracteriza las pérdidas óhmicas por unidad de longitud generadas por la conductividad finita de los conductores, y que se mide en Ω/m, y una conductancia en paralelo G, con dimensiones de S/m (o Ω-1m-1), para representar las pérdidas que se producen en el material dieléctrico por una conductividad equivalente no nula, lo que da lugar al circuito equivalente de la siguiente figura:
Las ecuaciones que rigen V(z) e I(z) con dependencia armónica con el tiempo en una línea de transmisión son las siguientes:
Contenido
[ocultar] 1 Reseña histórica 2 Modelado en cuadripolo
3 Las ecuaciones del telégrafo
o 3.1 Ecuaciones
o 3.2 Línea de transmisión disipativa
o 3.3 Dirección de propagación de la señal
4 Referencias
5 Bibliografía
[editar] Reseña histórica
El análisis matemático del comportamiento de la transmisión de ondas electromagnéticas se realizó gracias a los trabajos de James Clerk Maxwell, Lord Kelvin y, principalmente, Oliver Heaviside.
En 1855, Lord Kelvin formuló un modelo de difusión para la corriente en un cable submarino. Este modelo predijo correctamente el pobre desempeño que tendría el cable submarino transatlántico de 1858. En 1885, Heaviside publicó los primeros documentos sobre el estudio de la línea de transmisión, en los que describía su análisis de propagación en cables y la forma actual de las ecuaciones del telégrafo.1
[editar] Modelado en cuadripolo
Para propósitos de análisis, una línea de transmisión puede modelarse en un cuadripolo (también llamada red bipuerto) como sigue:
En el caso más simple de estudio, asumiremos que la red es lineal (esto es, la respuesta a una combinación lineal de varias excitaciones, es una combinación lineal de las respuestas que tendría la red para cada una de las excitaciones por separado, o dicho de otra forma es aplicable el principio de superposición). Además la red es recíproca y simétrica (es decir, ambos puertos son intercambiables).
Si la línea de transmisión es uniforme en toda su longitud y sin pérdidas (línea de transmisión no disipativa) entonces su comportamiento estará enteramente descrito por un único parámetro llamado impedancia característica, representada por Z0. Ésta es la razón de la tensión compleja a la corriente compleja en cualquier punto de una línea de longitud infinita (o finita en longitud pero terminada en la una impedancia de valor igual a la impedancia característica). Cuando la línea de transmisión es sin pérdidas, la impedancia característica de la línea es un valor real. Algunos valores típicos de Z0 son 50 y 75 ohmios para un cable coaxial común, 100 ohmios para un par trenzado y más o menos 300 ohmios para un par de cobre usado en radiocomunicaciones.
Cuando se envía potencia a través de una línea de transmisión, lo más deseable es que toda esa potencia enviada sea transmitida a la carga, sin que exista potencia reflejada hacia la fuente. Esta condición ideal se logra haciendo que las impedancias de fuente y carga sean cada una iguales a Z0, caso en el cual se dice que la línea de transmisión está adaptada.
En las líneas reales parte de la potencia que se envía a través de la línea de transmisión se disipa (se pierde) debido al efecto resistivo. Esta pérdida se llama pérdida resistiva o pérdida óhmica. En altas frecuencias, se hace significativo otro tipo de pérdida, llamado pérdida por dieléctrico, que se agrega a la pérdida resistiva. La pérdida por dieléctrico es causada cuando el material dieléctrico que forma parte de la línea de transmisión absorbe energía del campo eléctrico alterno y la convierte en calor.
La pérdida total de potencia en una línea de transmisión se conoce como atenuación y se especifica en unidades de decibel por metro o neperio por metro. La atenuación generalmente depende de la frecuencia de la señal. Los fabricantes de líneas de transmisión acostumbran adjuntar a sus productos la hoja de características que contiene las atenuaciones en dB/m para un rango determinado de frecuencias. Una atenuación de 3 dB corresponde, aproximadamente, a la pérdida de la mitad de cierta potencia.
Se puede definir como línea de transmisión de alta frecuencia a aquellas que están específicamente diseñadas para transmitir ondas electromagnéticas cuyas longitudes de onda son pequeñas (alta frecuencia) y, por tanto, comparables a la extensión completa de la línea. Bajo estas condiciones, la longitud física de la línea puede ser pequeña, pero dado que el tamaño de la línea es comparable a la longitud de onda, las aproximaciones útiles para bajas frecuencias, que asumen propagación energética instantánea entre dos puntos separados de un mismo conductor, dejan de tener sentido y se ponen de manifiesto fenómenos de retardo en la propagación. Esto ocurre con las señales de radio, de microondas y ópticas, y con las señales que se encuentran en los circuitos digitales de alta velocidad.
[editar] Las ecuaciones del telégrafo
Oliver Heaviside desarrolló un modelo matemático de línea de transmisión, conocido como ecuaciones del telégrafo, que describe la variación instantánea de la tensión y corriente eléctricas a lo largo de un conductor.
La teoría fue desarrollada para las líneas de transmisión de comunicaciones, como los hilos telegráficos y los conductores de radiofrecuencia; sin embargo, también es aplicable en su totalidad al diseño de las líneas de transmisión de potencia. Las ecuaciones constan de dos ecuaciones diferenciales lineales en función de la distancia y el tiempo: una para V(x, t) y otra para I(x, t). El modelo demuestra que la energía eléctrica puede reflejarse en la línea, y que se podían formar patrones de onda conocidos.
[editar] Ecuaciones
Las ecuaciones del telégrafo pueden entenderse como una simplificación de las ecuaciones de Maxwell. Para fines prácticos, se asume que el conductor está compuesto por una serie de redes bipuerto (cuadripolos) elementales, representando cada cual un segmento infinitesimal de la línea de transmisión. Un segmento infinitesimal de línea de transmisión queda caracterizado, por cuatro parámetros distribuidos, conocidos también habitualmente como parámetros primarios de la línea de transmisión.
La inductancia distribuida (expresada en henrios por unidad de longitud) debido al campo magnético alrededor conductor, se representa como una sola bobina en serie L. El parámetro L modela el proceso de almacenamiento energético en forma de campo magnético que se produce en la línea.
El comportamiento capacitivo distribuido (expresado en faradios por unidad de longitud) debido al campo eléctrico existente en el dieléctrico entre los conductores de la línea, se representa por un solo condensador en paralelo C, colocado entre "el conductor de ida" y "el conductor de retorno". El parámetro C modela el proceso de almacenamiento energético en forma de campo eléctrico que se produce en la línea.
La resistencia distribuida en el conductor (expresada en ohmios por unidad de longitud) se representa por un solo resistor en serie R. Este parámetro modela la disipación de potencia debido a la no idealidad de los conductores (pérdidas óhmicas).
La conductancia distribuida (expresada en mhos por unidad de longitud o siemens por unidad de longitud) se representa por una conductancia en paralelo G, colocada entre "el conductor de ida" y "el conductor de retorno". El parámetro G modela la disipación de potencia que se produce por la no idealidad del medio dieléctrico (pérdidas dieléctricas).
Cuando los parámetros R y G son muy pequeños, sus efectos se pueden ignorar, de manera que la línea de transmisión se puede considerar una estructura ideal y sin pérdidas. En este
caso, el modelo depende sólo de los parámetros L y C, de los cuales obtenemos un par de ecuaciones diferenciales parciales, una de ellas para la tensión y otra para la corriente, a través de la línea, ambas en función de la posición o distancia x y del tiempo t.
Estas ecuaciones pueden combinarse para formar cualquiera de estas ecuaciones de onda exactas:
Si la línea posee una longitud infinita o está terminada en su impedancia características, estas ecuaciones nos indicarán además la presencia de una onda que viaja con velocidad
.
(Nótese que esta velocidad de propagación sólo es aplicable a la onda y no tiene nada que ver con la velocidad de arrastre del electrón, caso aparte para el cual existen otras ecuaciones y otra teoría. Para una línea de transmisión lineal homogénea e isótropa, hecha de conductores perfectos y con vacío entre ellos, se puede demostrar que dicha velocidad es igual a la de la luz.)
[editar] Línea de transmisión disipativa
Cuando las pérdidas por disipación en los elementos R y G no son despreciables, las ecuaciones diferenciales originales que describen el cuadripolo elemental pasan a tener la forma
Derivando la primera ecuación respecto de x y la segunda respecto de t, obtendremos, con ayuda de manipulación algebraica, un par de ecuaciones diferenciales parciales hiperbólicas de sólo una incógnita:
Nótese que las ecuaciones se parecen mucho a la ecuación de onda homogénea con términos adicionales en V e I y sus primeras derivadas. Estos términos adicionales en la ecuación son, físicamente, el efecto que causa el decaimiento (atenuación) y distorsión de la señal en la distancia y el tiempo.
[editar] Dirección de propagación de la señal
Las ecuaciones de onda indicadas líneas arriba nos muestran dos soluciones posibles para la onda viajera: una onda incidente (o progresiva) y una onda reflejada (o regresiva).
donde
se llama número de onda y posee unidades de radianes por metro,ω es la frecuencia angular o natural, en radianes por segundo,f1 y f2 pueden ser cualesquiera funciones imaginables, y
representa la velocidad de propagación de la onda.
f1 representa una onda viajera según la dirección positiva de x, mientras que f2 representa una onda viajera según la dirección negativa de x. Se puede decir que la tensión instantánea en cualquier punto x de la línea, V(x), es la suma de las tensiones de ambas ondas.
Dado que la corriente I guarda relación con la tensión V en las ecuaciones del telégrafo, podemos escribir
donde
es la impedancia característica (en ohmios) de la línea de transmisión.
Está conformada por un campo eléctrico perpendicular a la dirección de propagación y un campo magnético que contiene una componente en la dirección de propagación.
Campo Transversal Eléctrico
Este campo eléctrico no tiene componente en la dirección de la propagación de la onda. La onda debida a este campo se denomina Onda TE (transversal eléctrica).
Se sabe que en el filamento dieléctrico, con el que se fabrica la guía de onda, esta libre de fuentes de cualquier tipo, entonces, se sabe también que div A = 0 y está determinada la siguiente relación entre el campo eléctrico y el potencial vectorial electrodinámico:
E = - t {A} (1)
Debido a que el potencial vectorial electrodinámico no tiene fuentes, éste se puede expresar como el rotacional del potencial vectorial de Buchholz:
A = rot W(r, t) E = - rot t {W(r, t)}
Con W(r, t) = nW1 + n x grad W2.
Entonces, se puede deducir lo siguiente:
E = - rot t {nW1 + n x grad W2 }= - rot [n t {W1}]- rot t { n x grad W2 }
Donde el primer término, del tercer miembro de la igualdad, se denota con ETE y se denomina "campo eléctrico de la onda TE". El segundo término, del tercer miembro de la igualdad, se denota con ETM y se denomina "campo eléctrico de la onda TM" (onda transversal magnética), más adelante se explicará el significado de la onda TM.
ETE = - rot [ n t {W1}] (2)
ETM = - rot t { n x grad W2 } (3)
En términos generales, rot( F ) = rot F - F x grad , donde F es un campo vectorial cualquiera y es una función escalar.
Aplicando este teorema en la ecuación (2), se obtiene la siguiente expresión:
ETE = n x grad [ t {W1}]
Hay que recordar que n es un vector unitario en la dirección de propagación de la onda. Haciendo el producto escalar n · ETE :
n · ETE = n · ( n x grad t {W1}) = 0
Esto confirma la definición del campo transversal eléctrico que es el mismo campo eléctrico de la onda TE.
Haciendo W1 = WTE, que se puede definir como la función escalar de Buchholz de la onda TE, la expresión para el campo eléctrico de la onda TE puede escribirse de la siguiente forma:
ETE = n x grad t {WTE}
Y partiendo de la ecuación (1), se puede deducir la siguiente expresión para el potencial vectorial electrodinámico de la onda TE:
ATE = - n x grad WTE (4)
Campo Magnético de la Onda TE
Se sabe que en el filamento dieléctrico, con el que se fabrica la guía de onda, esta libre de fuentes de cualquier tipo, entonces, se cumple la siguiente proposición:
div B = 0 div A = 0 B = rot A A = rot W(r, t) B = rot rot W(r, t) (5)
donde B es la inducción magnética, A es el potencial vectorial electrodinámico y W(r, t) es el potencial vectorial de Buchholz.
W(r, t) = nWTE + n x grad W2
Sustituyendo esta ecuación en la última expresión de la proposición (5):
B = rot rot W(r, t) = rot rot nWTE + rot rot (n x grad W2) (6)
Donde el primer término, del tercer miembro de la igualdad, se denota con BTE y se denomina "campo magnético de la onda TE". El segundo término, del tercer miembro de la igualdad, se denota con BTM y se denomina "campo magnético de la onda TM".
De la proposición (5) se tiene que B = rot A, donde, obviamente, para la onda TE el potencial vectorial electrodinámico viene dado por la ecuación (4):
BTE = rot ATE ATE = - n x grad WTE BTE = - rot (n x grad WTE)
A esta ecuación se le puede aplicar el siguiente teorema:
rot (F x G) = (G grad) F - (F grad) G + F div G + G div F
entonces, la expresión del campo magnético para la onda TE viene dada por la siguiente ecuación:
BTE = grad (n grad WTE) - n WTE
El segundo término del segundo miembro de la igualdad es un vector linealmente dependiente a n, lo que quiere decir que el campo magnético de la onda TE tiene una componente en la dirección de propagación de la onda.
LA ONDA TM
Está conformada por un campo magnético perpendicular a la dirección de propagación y un campo eléctrico que contiene una componente en la dirección de propagación.
Campo Transversal Magnético
Este campo magnético no tiene componente en la dirección de la propagación de la onda. La onda debida a este campo se denomina Onda TM (transversal magnética).
De la ecuación (6) se obtiene la expresión del campo magnético de la onda TM:
BTM = rot rot (n x grad W2)
A esta ecuación se le pueden aplicar los siguientes teoremas:
rot rot F = grad div F - F
div(F x G) = G rot F - F rot G
entonces, la expresión del campo magnético para la onda TM viene dada por la siguiente ecuación:
BTM = - n x grad W2
Hay que recordar que n es un vector unitario en la dirección de propagación de la onda. Haciendo el producto escalar n · BTM :
n · BTM = n · (- n x grad W2) = 0
Esto confirma la definición del campo transversal magnético que es el mismo campo magnético de la onda TM.
Haciendo W2 = WTM, que se puede definir como la función escalar de Buchholz de la onda TM, la expresión para el campo magnético de la onda TM puede escribirse de la siguiente forma:
BTM = - n x grad WTM
Campo Eléctrico de la Onda TM
De la ecuación (3) se obtiene la siguiente expresión
ETM = - rot t { n x grad WTM }
A esta ecuación se le puede aplicar el siguiente teorema:
rot (F x G) = (G grad) F - (F grad) G + F div G + G div F
entonces, la expresión del campo eléctrico para la onda TM viene dada por la siguiente ecuación:
ETM = - t { grad ( n grad WTM) - n WTM }
El segundo término la cantidad encerrada entre llaves es un vector linealmente dependiente a n, lo que quiere decir que el campo eléctrico de la onda TM tiene una componente en la dirección de propagación de la onda.
Y partiendo de la ecuación (1), se puede deducir la siguiente expresión para el potencial vectorial electrodinámico de la onda TM:
ATM = grad ( n grad WTM) - n WTM
Tipos de modulación
Amplitud modulada
Proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información). Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias (RF). Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de modulación que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y video. La banda de radiodifusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz.
Un modulador AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada de información: una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia sencilla, y la señal de información. La información actúa sobre o modula la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La resultante se llama onda modulada o señal modulada.
Frecuencffffkljndf Frecuencia modulada
Sistema de transmisión de radio en el que la onda portadora se modula de forma que su frecuencia varíe según la señal de audio transmitida.
La frecuencia modulada posee varias ventajas sobre el sistema de modulación de amplitud (AM) utilizado alternativamente en radiodifusión. La más importante es que al sistema FM apenas le afectan las interferencias y descargas estáticas. Algunas perturbaciones eléctricas, como las originadas por tormentas o sistemas de encendido de los automóviles, producen señales de radio de amplitud modulada que se captan como ruido en los receptores AM.
Un equipo de FM bien diseñado no es sensible a tales perturbaciones cuando se sintoniza una señal FM de suficiente potencia. Además, la relación señal-ruido en los sistemas FM es mucho mayor que en los AM. Por último, las emisoras de FM pueden trabajar en bandas de frecuencias muy altas, en las que las interferencias en AM son importantes; las estaciones o emisoras comerciales de radio FM tienen frecuencias entre 88 y 108 Mhz.
El alcance en estas bandas está limitado para que pueda haber emisoras de la misma frecuencia situadas a unos cientos de kilómetros sin que se interfieran entre ellas.
Debido a la saturación en la banda de emisión AM y a la incapacidad de los receptores AM para eliminar los ruidos, la fidelidad tonal de las estaciones normales se limita intencionadamente. La FM no presenta estos inconvenientes y por tanto puede utilizarse para transmitir reproducciones musicales de actuaciones en directo con un grado de fidelidad inalcanzable en la banda AM.
Modulación de fase
Sistema de modulación en el cual la fase de la señal portadora varía o es modulada conforme al valor instantáneo de la amplitud de la señal moduladora.
Basada en variaciones instantáneas de la fase de la portadora en relación a un ángulo de fase de referencia. Una onda senoidal normal empieza con una amplitud nula y un ángulo de fase nulo, aumenta hasta una amplitud positiva de pico a 90 grados, disminuye a cero a los 180 grados y pasa por un mínimo negativo a los 270 grados antes de volver a pasar por cero a los 360 grados. Un nivel lógico "1" puede representarse como una señal que tiene un determinado ángulo de fase, y un nivel lógico "0", con una portadora de la misma frecuencia y amplitud pero con una fase desplazada 180 grados. Para detectar la fase de la portadora puede emplearse un circuito detector de fase y, por tanto, puede determinar si existe un nivel lógico "1" o un nivel lógico "0". Esta técnica se denomina PSK (phase-Shlft Keying = Variación de fase mediante una señal digital).
Modulación de amplitud en cuadraturaEs una técnica de modulación digital avanzada que transporta datos, mediante la modulación de la señal portadora de información tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasando 90º la fase y la amplitud.
La señal modulada en QAM está compuesta por la suma lineal de dos señales previamente moduladas en DBL-PS (Doble Banda Lateral - con Portadora Suprimida)
Se asocian a esta tecnología aplicaciones tales como:
Modems telefónicos para velocidades superiores a los 2400bps. Transmisión de señales de televisión, microondas, satélite (datos a alta
velocidad por canales con ancho de banda restringido).
Modulación TCM (Trellis Coded Modulation), que consigue velocidades de transmisión muy elevadas combinando la modulación con la codificación de canal.
Módems ADSL que trabajan en el bucle de abonado, a frecuencias situadas entre 24KHz y 1104KHz, pudiendo obtener velocidades de datos de hasta 9Mbps, modulando en QAM diferentes portadoras.
Contenido
[ocultar] 1 Funcionamiento
2 Ejemplos de modulación en amplitud en cuadratura
o 2.1 16-QAM (Modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados)
o 2.2 N-QAM
3 Enlaces externos
4 Véase también
[editar] Funcionamiento
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 sin interferencia 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 an y bn 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 ASKn,m y fase PSKn,m de una única portadora, pero sólo cuando los estados de amplitud An,m y de fase Hn,m que esta dispone, mantienen con las amplitudes de las portadoras originales an y bn la relaciones que se indican:
donde An(cos(wt)) y Bm(sen(wt)) están moduladas en ASK, An,m esta modulada en ASK y (coswt − Hn,m) es una expresión modulada en PSK
Estas expresiones se deducen fácilmente a partir de las siguientes:
donde:
La inmunidad que tiene la señal modulada en cuanto a las perturbaciones y al ruido de la línea, es mayor cuanto más separados estén los puntos del diagrama de estados. Se trata, pues, de buscar una "constelación" de puntos, en analogía con la astronomía, con unas coordenadas de amplitud y fase que hagan máxima la separación entre ellos.
[editar] Ejemplos de modulación en amplitud en cuadratura
[editar] 16-QAM (Modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados)
Cada flujo de datos se divide en grupos de cuatro bits, y a su vez en subgrupos de 2 bits, codificando cada bit en 4 estados o niveles de amplitud y fase de las portadoras.
16-QAM.
[editar] N-QAM
Cada bit se codifica en 2n estados o niveles de amplitud y fase de las portadoras.
[editar] Enlaces externos
Modulación por desplazamiento de faseLa modulación por desplazamiento de fase o PSK (Phase Shift Keying) es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. La diferencia con la modulación de fase convencional (PM) es que mientras en ésta la variación de fase es continua, en función de la señal moduladora, en la PSK la señal moduladora es una señal digital y, por tanto, con un número de estados limitado.
Contenido
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1 Introducción 2 Aplicaciones
3 Descripción matemática
o 3.1 Definiciones
o 3.2 Cálculo de tasas de error
4 Tipos de modulaciones PSK
o 4.1 PSK convencional
4.1.1 BPSK(Binary Phase-Shift Keying)
4.1.2 QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)
4.1.3 8PSK
4.1.4 16PSK
4.1.5 OQPSK(Offset Quadrature PSK)
4.1.6 SOQPSK(Shaped OQPSK)
o 4.2 PSK diferencial
4.2.1 DBPSK
4.2.2 DQPSK
4.2.3 π/4-DQPSK
4.2.4 8-DPSK
5 Véase también
[editar] Introducción
Dependiendo del número de posibles fases a tomar, recibe diferentes denominaciones. Dado que lo más común es codificar un número entero de bits por cada símbolo, el número de fases a tomar es una potencia de dos. Así tendremos BPSK con 2 fases (equivalente a PAM), QPSK con 4 fases (equivalente a QAM), 8-PSK con 8 fases y así sucesivamente. A mayor número de posibles fases, mayor es la cantidad de información que se puede transmitir utilizando el mismo ancho de banda, pero mayor es también su sensibilidad frente a ruidos e interferencias.
Las modulaciones BPSK y QPSK son óptimas desde el punto de vista de protección frente a errores. Conceptualmente hablando, la diferencia entre distintos símbolos (asociados a
cada fase) es máxima para la potencia y ancho de banda utilizados. No pasa lo mismo con 8-PSK, 16-PSK o superiores, para las que existen otras modulaciones más eficientes.
La gran ventaja de las modulaciones PSK es que la potencia de todos los símbolos es la misma, por lo que se simplifica el diseño de los amplificadores y etapas receptoras (reduciendo costes), dado que la potencia de la fuente es constante.
Existen 2 alternativas de modulación PSK: PSK convencional, donde se tienen en cuenta los desplazamientos de fase, y PSK diferencial, en la cual se consideran las diferencias entre un salto de fase y el anterior.
[editar] Aplicaciones
Debido a su mayor simplicidad frente a la modulación QAM, PSK es una modulación ampliamente extendida. La modulación BPSK es utilizada para transmisores de bajo coste y que no requieran altas velocidades.
El estándar de red LAN inalámbrica, el IEEE 802.11b-1999, usa una variedad de modulaciones PSK, dependiendo de la velocidad de transmisión. A 1Mbps usa DBPSK, a 2Mbps emplea DQPSK. Para 5,5Mbps y 11Mbps, usa QPSK.
El estándar IEEE 802.11g-2003, para LANs inalámbricas de alta velocidad, usa OFDM con subportadoras que son moduladas con BPSK para velocidades de 6 y 9Mbps, y QPSK para 12 y 18Mbps.
La modulación BPSK es utilizada en estándares RFID como el ISO 14443, que se ha adoptado en pasaportes biométricos o tarjetas de crédito.
[editar] Descripción matemática
[editar] Definiciones
Para establecer matemáticamente las tasas de error correspondientes a cada modulación, definiremos algunos conceptos:
Eb = Energía por bit Es = Energía por símbolo = kEb con k bits por símbolo
Tb = Duración del bit
Ts = Duración del símbolo
N0 / 2 = Densidad espectral de potencia de ruido(W/Hz)
Pb = Probabilidad de bit erróneo
Ps = Probabilidad de símbolo erróneo
[editar] Cálculo de tasas de error
La función Q(x) se utiliza para calcular la tasa de errores en una modulación. Es la forma normalizada de la función de error gaussiana complementaria:
.
[editar] Tipos de modulaciones PSK
Las modulaciones PSK pueden divirse en dos grandes grupos: las modulaciones PSK convencionales, en las que la información se codifica en el valor del salto de fase, y las modulaciones PSK diferenciales, en las que el valor del salto de fase respecto al del salto anterior, es el que contiene la información.
[editar] PSK convencional
En el sistema PSK convencional es necesario tener una portadora en el receptor para sincronización, o usar un código autosincronizante. Esto supone tener un receptor más complejo.
[editar] BPSK(Binary Phase-Shift Keying)
BPSK = 2-PSK
Diagrama de constelación para BPSK.
Consta de la modulación de desplazamiento de fase de 2 símbolos. También se la conoce como 2-PSK o PRK(Phase Reversal Keying).
Es lo más sencilla de todas, puesto que solo emplea 2 símbolos, con 1 bit de información cada uno. Es también la que presenta mayor inmunidad al ruido, puesto que la diferencia entre símbolos es máxima (180º). Dichos símbolos suelen tener un valor de salto de fase de 0º para el 1 y 180º para el 0. En cambio, su velocidad de transmisión es la más baja de las modulaciones de fase. La descripción matemática de una señal modulada BPSK es la siguiente: s(t) = Am(t)cos(2πfct)
,donde m(t) = 1 para el bit 1 y m(t) = − 1 para el bit 0, A es la amplitud de la portadora y fc su frecuencia.
Ancho de banda:
Velocidad de transmisión: La velocidad de transmisión de BPSK es baja, debido a que cada símbolo solo aporta un bit de información.
Tasa de errores: La tasa de errores de BPSK es baja, debido a su máxima separación entre saltos de fase. Su tasa de bit erróneos con ruido blanco gaussiano y aditivo se puede calcular como:
o
Diagrama del transmisor:
Diagrama del receptor:
Diagrama temporal de señal modulada:
[editar] QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)
QPSK = 4-PSK
Desplazamiento de fase de 4 símbolos, desplazados entre sí 90º. Normalmente se usan como valores de salto de fase 45º, 135º, 225º, y 315º. Cada símbolo aporta 2 bits. Suele dividirse el flujo de cada bit que forman los símbolos como I y Q.
El diagrama de constelación muestra 4 símbolos equiespaciados. La asignación de bits a cada símbolo suele hacerse mediante el código Gray, que consiste en que entre dos símbolos adyacentes los símbolos solo se diferencian en 1 bit. Esto se escoge así para minimizar la tasa de bits erróneos.
Diagrama de constelación para QPSK con código Gray.
La probabilidad de bit erróneo para QPSK es la misma que para BPSK:
La tasa de símbolos erróneos se puede calcular con la siguiente fórmula:
.
[editar] 8PSK
Desplazamiento de fase de 8 símbolos
[editar] 16PSK
Desplazamiento de fase de 16 símbolos
[editar] OQPSK(Offset Quadrature PSK)
QPSK con datos I y Q desplazados temporalmente medio periodo de símbolo
[editar] SOQPSK(Shaped OQPSK)
La licencia libre en forma de compensar QPSK (SOQPSK) es interoperable con Feher patentados QPSK (FQPSK), en el sentido de que la integración-and-dump compensar QPSK detector produce el mismo resultado no importa que tipo de transmisor es usado [1] .
Este tipo de modulación trabaja en forma sincronizada con los vectores I y Q, de manera que ante transiciones de señal entre un símbolo y otro lo haga siempre con amplitud constante, aún cuando las transiciones son abruptas (en lugar de viajar instantaneamente desde un símbolo al siguiente o en forma lineal, lo hace siempre en forma sincronizada alrededor del círculo de amplitud constante). La descripción estándar de SOQPSK-TG implica símbolos ternarios.
[editar] PSK diferencial
Al contrario que las modulaciones PSK convencionales, no necesita recuperar la señal portadora para realizar la demodulación. Es diferencial puesto que la información no esta contenida en la fase absoluta, sino en las transiciones. La referencia de fase se toma del intervalo inmediato anterior, con lo que el detector decodifica la información digital basándose en diferencias relativas de fase.
[editar] DBPSK
BPSK diferencial
[editar] DQPSK
QPSK diferencial
[editar] π/4-DQPSK
QPSK diferencial en la que los símbolos rotan π/4
[editar] 8-DPSK
Desplazamiento de fase diferencial de 8 símbolos
Red punto a punto
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Las redes punto a punto son aquellas que responden a un tipo de arquitectura de red en las que cada canal de datos se usa para comunicar únicamente dos nodos, en contraposición a
las redes multipunto, en las cuales cada canal de datos se puede usar para comunicarse con diversos modos.
En una red punto a punto, los dispositivos en red actúan como socios iguales, o pares entre sí. Como pares, cada dispositivo puede tomar el rol de esclavo o la función de maestro. En un momento, el dispositivo A, por ejemplo, puede hacer una petición de un mensaje/dato del dispositivo B, y este es el que le responde enviando el mensaje/dato al dispositivo A. El dispositivo A funciona como esclavo, mientras que B funciona como maestro. Un momento después los dispositivos A y B pueden revertir los roles: B, como esclavo, hace una solicitud a A, y A, como maestro, responde a la solicitud de B. A y B permanecen en una relación reciproca o par entre ellos.
Las redes punto a punto son relativamente fáciles de instalar y operar. A medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se vuelven más difíciles de coordinar y operar. Su eficiencia decrece rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos en la red aumenta.
Los enlaces que interconectan los nodos de una red punto a punto se pueden clasificar en tres tipos según el sentido de las comunicaciones que transportan:
Simplex.- La transacción sólo se efectúa en un solo sentido.Half-dúplex.- La transacción se realiza en ambos sentidos, pero de forma alternativa, es decir solo uno puede transmitir en un momento dado, no pudiendo transmitir los dos al mismo tiempo.Full-Dúplex.- La transacción se puede llevar a cabo en ambos sentidos simultáneamente.
Cuando la velocidad de los enlaces Semi-dúplex y Dúplex es la misma en ambos sentidos, se dice que es un enlace simétrico, en caso contrario se dice que es un enlace asimétrico
Contenido
[ocultar] 1 Características 2 Ejemplos
3 Otros tipos de arquitecturas de redes
4 Enlaces externos
[editar] Características
Se utiliza en redes de largo alcance LAN Los algoritmos de encaminamiento suelen ser complejos, y el control de errores se
realiza en los nodos intermedios además de los extremos.
Las estaciones reciben sólo los mensajes que les entregan los nodos de la red. Estos previamente identifican a la estación receptora a partir de la dirección de destino del mensaje.
La conexión entre los nodos se puede realizar con uno o varios sistemas de transmisión de diferente velocidad, trabajando en paralelo.
Los retardos se deben al tránsito de los mensajes a través de los nodos intermedios.
La conexión extremo a extremo se realiza a través de los nodos intermedios, por lo que depende de su fiabilidad.
La seguridad es inherente a la propia estructura en malla de la red en la que cada nodo se conecta a dos o más nodos.
Los costes del cableado dependen del número de enlaces entre las estaciones. Cada nodo tiene por lo menos dos interfaces.
[editar] Ejemplos
Las redes de punto a punto también se las conoce como redes distribuidas. Puesto que pueden ser utilizados por otros usuarios y compartir los recursos de una computadora. una red que conecta las redes de un área dos o más locales juntos pero no extiende más allá de los límites de la ciudad inmediata, o del área metropolitana. Los enrutadores (routers) múltiples, los interruptores (switch).
[editar] Otros tipos de arquitecturas de redes
Tipos de redes según su extension: o Redes de área local LAN.
o Redes de área metropolitana MAN.
o Redes de área extensa WAN.
Tipos de redes según tecnologia:
o Redes BroadCast( Difunden la información a todos en la red )
o Redes punto a punto (Las indicadas anteriormente).
Punto a multipunto
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Punto a multipunto de comunicación es un término que se utiliza en el ámbito de las telecomunicaciones, que se refiere a la comunicación que se logra a través de un específico y distinto tipo de conexión multipunto, ofreciendo varias rutas desde una única ubicación a varios lugares. Una conferencia puede ser considerada una comunicación punto a multipunto ya que existe solo un orador (transmisor) y múltiples asistentes (receptor). Punto a multipunto es a menudo abreviado como P2MP, PTMP, o PMP.
El punto a multipunto de telecomunicaciones es el más típico (2003) utilizado en conexión inalámbrica a Internet y la telefonía IP a través de radiofrecuencias de gigahercios. Los sistemas P2MP han sido diseñados tanto como sistemas únicos como bi-direccionales. Una antena o antenas que reciben las emisiones de varias antenas y el sistema utiliza una forma de multiplexación por división en el tiempo para permitir el regreso de canales de tráfico.
[editar] Tipos
Hay diferentes tipos de conexiones punto a multipunto:
Estrella: Un host conectado a varias terminales remotas. Bus: Un medio de comunicación común conectado a muchas estaciones remotas.
Anillo: Todas las terminales conectadas a un mismo cable. Si una falla hay problemas con todas.
Malla: Es el tipo de conexión utilizado en las centrales telefónicas. Todas las terminales interconectadas entre si.
Guía de ondaEn electromagnetismo y en telecomunicación, una guía de onda es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas.
Contenido
[ocultar]
1 Historia 2 Introducción
3 Principios de operación
o 3.1 Análisis
4 Desarrollo matemático
o 4.1 Modos TE y TM
4.1.1 Guía conductora
5 Aplicaciones
6 Tipos de Guías de Onda
7 Guía de onda acústicas
8 Síntesis del sonido
9 Enlaces externos
[editar] Historia
La primera guía de onda fue propuesta por Joseph John Thomson en 1893 y experimentalmente verificada por O. J. Lodge en 1894. El análisis matemático de los modos de propagación de un cilindro metálico hueco fue realizado por primera vez por Lord Rayleigh en 1897.
[editar] Introducción
Algunos sistemas de telecomunicaciones utilizan la propagación de ondas en el espacio libre, sin embargo también se puede transmitir información mediante el confinamiento de las ondas en cables o guías. En altas frecuencias las líneas de transmisión y los cables coaxiales presentan atenuaciones muy elevadas por lo que impiden que la transmisión de la información sea la adecuada, son imprácticos para aplicaciones en HF(alta frecuencia) o de bajo consumo de potencia, especialmente en el caso de las señales cuyas longitudes de onda son del orden de centímetros, esto es, microondas.
La transmisión de señales por guías de onda reduce la disipación de energía, es por ello que se utilizan en las frecuencias denominadas de microondas con el mismo propósito que las líneas de transmisión en frecuencias más bajas, ya que se presentan poca atenuación para el manejo de señales de alta frecuencia.
Este nombre, se utiliza para designar los tubos de un material de sección rectangular, circular o elíptica, en los cuales la energía electromagnética ha de ser conducida principalmente a lo largo de la guía y limitada en sus fronteras. Las paredes conductoras del tubo confinan la onda al interior por reflexión, debido a la ley de Snell en la superficie, donde el tubo puede estar vacío o relleno con un dieléctrico. El dieléctrico le da soporte mecánico al tubo (las paredes pueden ser delgadas), pero reduce la velocidad de propagación.
En las guías, los campos eléctricos y los campos magnéticos están confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de este modo no hay pérdidas de potencia por radiación y las pérdidas en el dieléctrico son muy bajas debido a que suele ser aire. Este sistema evita que existan interferencias en el campo por otros objetos, al contrario de lo que ocurría en los sistemas de transmisión abiertos.
[editar] Principios de operación
Dependiendo de la frecuencia, se pueden construir con materiales conductores o dieléctricos. Generalmente, cuanto más baja es la frecuencia, mayor es la guía de onda. Por ejemplo, el espacio entre la superficie terrestre y la ionosfera, la atmósfera, actúa como una guía de onda. Las dimensiones limitadas de la Tierra provocan que esta guía de onda actúe como cavidad resonante para las ondas electromagnéticas en la banda ELF. (véase Resonancia Schumann).
Las guías de onda también puede tener dimensiones de pocos centímetros. Un ejemplo puede ser aquellas utilizadas por los satélites de EHF y por los radares.
[editar] Análisis
Las guías de onda electromagnéticas se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones tienen soluciones múltiples, o modos, que son los autofunciones del sistema de ecuaciones. Cada modo es pues caracterizado por un autovalor, que corresponde a la velocidad de propagación axial de la onda en la guía.
Los modos de propagación dependen de la longitud de onda, de la polarización y de las dimensiones de la guía. El modo longitudinal de una guía de onda es un tipo particular de onda estacionaria formado por ondas confinadas en la cavidad. Los modos transversales.
Se clasifican en tipos distintos:
Modo TE (Transversal eléctrico), la componente del campo eléctrico en la dirección de propagación es nula.
Modo TM (Transversal magnético), la componente del campo magnético en la dirección de propagación es nula.
Modo TEM (Transversal electromagnético), la componente tanto del campo eléctrico como del magnético en la dirección de propagación es nula.
Modo híbrido, son los que sí tienen componente en la dirección de propagación tanto en el campo eléctrico como en el magnético.
En guías de onda rectangulares el modo fundamental es el TE1,0 y en guías de onda circulares es el TE1,1.
El ancho de banda de una guía de onda viene limitado por la aparición de modos superiores. En una guía rectangular, sería el TE0,1. Para aumentar dicho ancho de banda se utilizan otros tipos de guía, como la llamada "Double Ridge", con sección en forma de "H".
[editar] Desarrollo matemático
Suponiendo una guía en la dirección z, siendo una onda monocromática (único ω y constante) el campo que se propaga en el interior en la dirección de la guía será de la forma:
Suponiendo que en el interior no hay cargas ni corrientes libres las ecuaciones de Maxwell tomarán la forma:
Y la ecuación de ondas aplicando la definición de los campos (el campo magnético tendría una forma análoga):
Definiendo:
se tiene que las ecuaciones toman la forma de la ecuación de Helmholtz:
Descomponiendo el campo en componente longitudinal y transversal:
se puede separar de la ecuación de Helmholtz la componenete longitudinal obteniendo:
La función Ez o Bz que cumple unas ciertas condiciones de contorno impuestas por el tipo de guía se denomina potencial de Debye.
[editar] Modos TE y TM
Se tratará el caso de un modo TE, para el caso del modo TM tan solo hay que intercambiar en las expresiones el campo eléctrico y magnético. En un modo TE se tiene que:
También se tiene que:
de modo que:
El campo B longitudinal será la solución de la ecuación de Helmholtz y el campo transversal puede obtenerse a partir de la anterior expresión. El campo eléctrico vendrá dado por las ecuaciones de Maxwell. Dependiendo de la naturaleza de la guía,Bz o Ez (cuyo desarrollo sería idéntico) han de cumplir unas ciertas condiciones de contorno.
[editar] Guía conductora
El sistema consiste en una región que se extiende simetricamente a lo largo del eje z limitada por un material conductor de espesor despreciable (un ejemplo de esto sería un cilindro hueco cuyos radios interior y exterior son practicamente iguales). Si el espesor del conductor es lo suficientemente pequeño y dado que la condición de confinamiento impone que los campos en el exterior sean nulos, por las ecuaciones de Maxwell se tiene que:
siendo un vector unitario normal a la superficie de la guía. La continuidad del campo eléctrico implicaría que no existen pérdidas por efecto Joule en el interior del conductor pero dado que tales condiciones son aproximaciones (dado que el espesor del conductor nunca será nulo), si existe una corriente superficial que produce tales pérdidas. Al margen de lo anterior, la corriente producida es lo suficientemente pequeña como para no invalidar el desarrollo empleado.
[editar] Aplicaciones
Las guías de onda son muy adecuadas para transmitir señales debido a su bajas pérdidas. Por ello, se usan en microondas, a pesar de su ancho de banda limitado y volumen, mayor que el de líneas impresas o coaxiales para la misma frecuencia.
También se realizan distintos dispositivos en guías de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros.
Actualmente, son especialmente importantes, y lo serán más en el futuro, las guías de onda dieléctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja, habitualmente llamadas fibra óptica, útiles para transportar información de banda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de microondas en las redes telefónicas y, en general, las redes de datos.
[editar] Tipos de Guías de Onda
Existen muchos tipos de guías de onda, presentándoles aquí las más importantes:
Guía de onda rectangular (circular, elíptica): Son aquellas cuya sección transversal es rectangular (circular, elíptica).
Guía de onda de haz : Guía de Onda constituida por una sucesión de lentes o espejos, capaz de guiar una onda electromagnética.
Guía de onda tabicada : Formada por dos cilindros metálicos coaxiales unidos en toda su longitud por un tabique radial metálico.
Guía de onda acanalada , guiada en V; guiada en H: Guía de onda rectangular que incluye resaltes conductores interiores a lo largo de una de cada una de las paredes de mayor dimensión.
Guía de onda carga periódicamente : Guía de onda en las que la propagación viene determinada por las variaciones regularmente espaciadas de las propiedades del medio, de las dimensiones del medio o de las superficie de contorno.
Guía de onda dieléctrica : Formada íntegramente por uno o varios materiales dieléctricos, sin ninguna pared conductora.
[editar] Guía de onda acústicas
LÍNEA DE VISTA
Debido a que las ondas de radio de alta frecuencia son atenuadas por obstáculos, se requiere una clara línea de vista entre las antenas para un óptimo desempeño y un alcance máximo. Línea de vista es el espacio libre que existe entre dos puntos.
En términos visuales, el horizonte es el punto en la distancia donde un objeto desaparece de la vista debido a que se junta con la curvatura de la tierra. Si el objeto es elevado se extiende el horizonte visual para que pueda ser visto a una mayor distancia antes de que la vista no lo alcance.
El mismo concepto se aplica a las señales de radio: El horizonte de radio o línea de vista es el punto en la distancia donde el camino entre las dos antenas es bloqueado por la curvatura de la tierra. Como el horizonte de visual, el horizonte de radio puede ser extendido por medio de elevación de la antena transmisora, la receptora o ambas para extender el alcance de comunicación.
Obstrucciones que pueden interferir en un enlace:
o Características geográficas (montañas)o Curvatura de la tierra
o Edificios
o Arboles.
Si cualquiera de estas obstrucciones es lo suficientemente alta para bloquear la vista de un punto a otro, no existe línea de vista visual.
Las obstrucciones pueden interferir con la línea de vista visual y con línea de vista del radio. Pero se debe considerar la "Zona Fresnel" . Si un objeto, como montañas o edificios están muy cerca al camino de la señal, puede dañar la señal de radio o reducir su fuerza. Esto sucede aun cuando los obstáculos no obstruyen directamente la línea de vista visual.
La zona Fresnel de un rayo de radio es en un área ellipticla inmediatamente alrededor del camino visual. Varia en lo grueso dependiendo de la longitud del camino y frecuencia de señal. La visibilidad necesaria para la zona Fresnel puede ser calculada, y se debe tomar en cuenta cuando sé esta diseñando un enlace inalámbrico.
Como se muestra en la figura anterior, cuando un objeto sobresale dentro del camino de señal en la zona Fresnel. Si árboles u otros objetos sobresalen en la zona Fresnel, pueden atenuar (reducir la fuerza) mientras pasa la señal. El hecho es que si se ven dos puntos, no significa que se pueda establecer un enlace de radio de alta calidad en un punto.
En enlaces cortos de 4km o menos, se puede determinar el horizonte de radio colocando la antena en un punto y ver desde el otro punto con la ayuda de binoculares. Si se alcanza a ver el punto destinado, se puede calcular la zona Fresnel con una tabla de referencia o con ayuda de RadioLink. Si cualquier obstáculo (edificios, árboles, etc.) en la zona Fresnel entre los dos puntos pudiera interferir con la señal, el cálculo de la altura de la antena debe tomar en cuenta los obstáculos posible.
Hay muchas opciones para poder establecer o implementar línea de vista:
Aumentar la altura de la antena en un punto o ambos. Construir una torre lo suficientemente alta para colocar la antena.
Aumentar la altura de torres existentes.
Colocar la antena en un nuevo punto, edificio o torre.
Modulación (telecomunicación)
Onda de baja frecuencia (portadora, las dos de abajo) puede modularse en amplitud (AM, varía la amplitud) o en frecuencia (FM, varía la frecuencia).
Modulación engloba el conjunto de técnicas para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información en forma simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias.
Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir.
Dependiendo del parámetro sobre el que se actúe, tenemos los distintos tipos de modulación:
Modulación en doble banda lateral (DSB) Modulación de amplitud (AM)
Modulación de fase (PM)
Modulación de frecuencia (FM)
Modulación banda lateral única (SSB, ó BLU)
Modulación de banda lateral vestigial (VSB, VSB-AM, ó BLV)
Modulación de amplitud en cuadratura (QAM)
Modulación por división ortogonal de frecuencia (OFDM), también conocida como 'Modulación por multitono discreto' (DMT)
Modulación por longitud de onda
Modulación en anillo
Cuando la OFDM se usa en conjunción con técnicas de codificación de canal, se denomina Modulación por división ortogonal de frecuencia codificada (COFDM).
También se emplean técnicas de modulación por impulsos, pudiendo citar entre ellas:
Modulación por impulsos codificados (PCM) Modulación por anchura de pulsos (PWM)
Modulación por duración de pulsos (PDM)
Modulación por amplitud de pulsos (PAM)
Modulación por posición de pulsos (PPM)
Cuando la señal es una indicación simple on-off a baja velocidad, como una transmisión en código Morse o radioteletipo (RTTY), la modulación se denomina manipulación, modulación por desplazamiento, así tenemos:
Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK)
Modulación por desplazamiento de fase (PSK)
Modulación por desplazamiento de amplitud y fase (APSK o APK)
La transmisión de radioteletipo (RTTY) puede ser considerada como una forma simple de Modulación por impulsos codificados
Cuando se usa el código Morse para conmutar on-off la onda portadora, no se usa el término 'manipulación de amplitud', sino operación en onda continua (CW).
La modulación se usa frecuentemente en conjunción con varios métodos de acceso de canal. Otras formas de modulación más complejas son (PSK),(QAM),(I/Q),(QFSK),etc.
[editar] Véase también
Zona de Fresnel
D es la distancia entre el emisor y el receptor;r es el radio de la zona Fresnel.
Se llama zona de Fresnel al volumen de espacio entre el emisor de una onda -electromagnética, acústica, etc.- y un receptor, de modo que el desfase de las ondas en dicho volumen no supere los 180º.
Así, la fase mínima se produce para el rayo que une en línea recta al emisor y el receptor. Tomando su valor de fase como cero, la primera zona de Fresnel abarca hasta que la fase llegue a 180º, adoptando la forma de un elipsoide de revolución. La segunda zona abarca hasta un desfase de 360º, y es un segundo elipsoide que contiene al primero. Del mismo modo se obtienen las zonas superiores.
La obstrucción máxima permisible para considerar que no hay obstrucción es el 40% de la primera zona de Fresnel. La obstrucción máxima recomendada es el 20%. Para el caso de radiocomunicaciones depende del factor K (curvatura de la tierra) considerando que para un K=4/3 la primera zona de fresnel debe estar despejada al 100% mientras que para un estudio con K=2/3 se debe tener despejado el 60% de la primera zona de Fresnel.
Para establecer las zonas de Fresnel, primero debemos determinar la línea de vista de RF, que de forma simple, es la línea recta que une los focos de las antenas transmisora y receptora.
La fórmula genérica de cálculo de las zonas de Fresnel es:
Donde:
rn = radio de la enésima zona de Fresnel en metros (n=1,2,3...). d1 = distancia desde el transmisor al objeto en metros.
d2 = distancia desde el objeto al receptor en metros.
λ = longitud de onda de la señal transmitida en metros.
Aplicando la fórmula se obtiene del radio de la primera zona de Fresnel (r1 de la fórmula superior), conocida la distancia entre dos antenas y la frecuencia en la cual transmiten la señal, suponiendo al objeto situado en el punto central. En unidades del SI:
donde r1 = radio en metros (m). D = distancia en kilómetros (km) (d1 = d2, D = d1 + d2).
f = frecuencia de la transmisión en gigahercios (GHz) ( )
