REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAREPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
Departamento de Ingeniería ElectrónicaDepartamento de Ingeniería Electrónica
Especialización en Telecomunicaciones DigitalesEspecialización en Telecomunicaciones Digitales
Tema 2Modulación
DigitalMULTI-Bit
Transmisión Transmisión DigitalDigital
SumarioSumario• Técnicas de Modulación M-arias, Utilidad y Técnicas de Modulación M-arias, Utilidad y
CaracterísticasCaracterísticas• Manipulación por Desplazamiento Cuaternario de Manipulación por Desplazamiento Cuaternario de
Fase (QPSK) Fase (QPSK)• Modulación PSK de 8 FasesModulación PSK de 8 Fases• Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM)Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM)• Modulación 8-QAMModulación 8-QAM• Modulación 16-QAMModulación 16-QAM
• Eficiencia del Ancho de BandaEficiencia del Ancho de Banda• Comparación de ModulacionesComparación de Modulaciones• Demodulación QPSKDemodulación QPSK• Demodulación 8-PSKDemodulación 8-PSK• Demodulación 8-QAMDemodulación 8-QAM• Actividades de AutodesarrolloActividades de Autodesarrollo
SumarioSumario
Modulaciones M-ariasModulaciones M-arias
Las técnicas de modulación digital hasta Las técnicas de modulación digital hasta ahora estudiadas solo empleaban un bit ahora estudiadas solo empleaban un bit cada vez para modular la señal portadora. cada vez para modular la señal portadora.
Cada bit de entrada, produce una portadora Cada bit de entrada, produce una portadora modulada en amplitud, frecuencia o fase, modulada en amplitud, frecuencia o fase, durante el tiempo de duración de cada bit.durante el tiempo de duración de cada bit.
Modulaciones M-ariasModulaciones M-arias
A continuación se analizan otras técnicas que A continuación se analizan otras técnicas que emplean combinaciones de más de un bit emplean combinaciones de más de un bit cada vez, para producir un cambio en la cada vez, para producir un cambio en la señal portadora.señal portadora.
De esta manera, cada cambio de algún De esta manera, cada cambio de algún parámetro de la portadora, representa más parámetro de la portadora, representa más de un bit de señal modulante cada vez.de un bit de señal modulante cada vez.
Modulaciones M-ariasModulaciones M-arias
M-ario es un término derivado de la palabra M-ario es un término derivado de la palabra binario. “M” es un número que representa binario. “M” es un número que representa la cantidad de condiciones o combinaciones la cantidad de condiciones o combinaciones posibles para la agrupación binaria que se posibles para la agrupación binaria que se considere.considere.
Los sistemas FSK y BPSK son M-arios en los Los sistemas FSK y BPSK son M-arios en los que M=2 (BI-nario, dos combinaciones que M=2 (BI-nario, dos combinaciones posibles). posibles).
Con la modulación M-aria se logra tener Con la modulación M-aria se logra tener mayores velocidades, debido a que un solo mayores velocidades, debido a que un solo evento de portadora representa más de un evento de portadora representa más de un bit. bit.
Por ejemplo, un sistema PSK con cuatro fases Por ejemplo, un sistema PSK con cuatro fases de salidas posibles, es un sistema M-ario en de salidas posibles, es un sistema M-ario en el que M=4 y se denota como 4-PSK.el que M=4 y se denota como 4-PSK.
Modulaciones M-ariasModulaciones M-arias
La cantidad de condiciones de salida se calcula con la ecuación:La cantidad de condiciones de salida se calcula con la ecuación:
Donde: Donde:
N= Cantidad de bits Codificados N= Cantidad de bits Codificados
M= Cantidad de condiciones o combinaciones posibles de salida con N bits.M= Cantidad de condiciones o combinaciones posibles de salida con N bits. MN 2log
Modulaciones M-ariasModulaciones M-arias
La cantidad de condiciones posibles de La cantidad de condiciones posibles de salida para varios valores de N se muestran salida para varios valores de N se muestran en la siguiente tabla:en la siguiente tabla:
N M
1 2
2 4
3 8
4 16
5 32
Modulaciones M-ariasModulaciones M-arias
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Desplazamiento
Cuaternario de Fase Cuaternario de Fase (QPSK)(QPSK)
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)Es una forma de manipulación digital angular Es una forma de manipulación digital angular
de amplitud constante. de amplitud constante.
La QPSK es una técnica M-aria de La QPSK es una técnica M-aria de modulación con M=4.modulación con M=4.
Con esta codificación, son posibles cuatro Con esta codificación, son posibles cuatro fases de salida para la señal portadora. fases de salida para la señal portadora.
Como hay cuatro fases distintas de salida, Como hay cuatro fases distintas de salida, debe haber 4 condiciones distintas de debe haber 4 condiciones distintas de entrada.entrada.
Su entrada es binaria, para producir 4 Su entrada es binaria, para producir 4 condiciones distintas, se necesita más de un condiciones distintas, se necesita más de un bit de entrada.bit de entrada.
Con 2 bits hay cuatro condiciones posibles: Con 2 bits hay cuatro condiciones posibles: 00,01,10,11.00,01,10,11.
Modulador
Entrada
Salidaba
bb
Los datos binarios de entrada se combinan en Los datos binarios de entrada se combinan en grupos de 2 bits cada vez, llamados dibits. grupos de 2 bits cada vez, llamados dibits. Cada dibits genera una de las 4 fases posibles.Cada dibits genera una de las 4 fases posibles.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Diagrama de un modulador QPSKDiagrama de un modulador QPSK
OscSen(ct)Divisor
de bits
I
Q
Desfase +90°
FPB
Datos de Entrada
0
0
0
-1V
-1V
tsen c
tccos
tsen c
tccos
ttsen cc cos
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Rama I
Rama Q
fb/2
fb/2QPSKQPSK
FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTO::
Dos bits se sincronizan en el divisor de bits, después Dos bits se sincronizan en el divisor de bits, después de haber entrado ambos bits en serie, salen en de haber entrado ambos bits en serie, salen en forma simultanea (en paralelo). Un bit se dirige al forma simultanea (en paralelo). Un bit se dirige al canal I y el otro al canal Q.canal I y el otro al canal Q.
El bit I modula a la portadora en fase mientras que El bit I modula a la portadora en fase mientras que el bit Q modula la portadora luego de desfasarla el bit Q modula la portadora luego de desfasarla en 90º grados.en 90º grados.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTO::
Se puede ver que una vez que el dibit se ha Se puede ver que una vez que el dibit se ha dividido en los canales I y Q, la operación es igual dividido en los canales I y Q, la operación es igual que en un modulador BPSK.que en un modulador BPSK.
En esencia un modulador QPSK son dos En esencia un modulador QPSK son dos moduladores BPSK en paralelo. De igual manera:moduladores BPSK en paralelo. De igual manera:
lógico"0"1
lógico"1"1
V
V
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Tabla de la VerdadTabla de la Verdad
Son posibles dos fases a la salida del modulador balanceado I, dependiendo del bit de Son posibles dos fases a la salida del modulador balanceado I, dependiendo del bit de entrada:entrada:
También son posible dos fases a la salida del modulador balanceado Q:También son posible dos fases a la salida del modulador balanceado Q:
tsenotsen cc *1*1
tot cc cos*1cos*1
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Cuando el sumador lineal combina las dos Cuando el sumador lineal combina las dos señales en cuadratura, es decir, desfasadas 90°, hay señales en cuadratura, es decir, desfasadas 90°, hay cuatro fasores resultantes posibles, definidos por las cuatro fasores resultantes posibles, definidos por las siguientes expresiones.siguientes expresiones.
ttsen
ttsen
ttsen
ttsen
cc
cc
cc
cc
cos*1*1
cos*1*1
cos*1*1
cos*1*1
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Todas las funciones Todas las funciones trigonométricas tienen trigonométricas tienen amplitud unitaria por amplitud unitaria por
conveniencia.conveniencia.
En la modulación QPSK cada uno de los cuatro En la modulación QPSK cada uno de los cuatro fasores posibles de salida, tienen exactamente la misma fasores posibles de salida, tienen exactamente la misma amplitud, solo se diferencian en la fase que posee cada amplitud, solo se diferencian en la fase que posee cada uno.uno.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
45º45º -135º-135º -45º-45º 135º135º
Diagrama FasorialDiagrama Fasorial
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
11-1-1
-1-1
11
Q I Q I
Q I Q I
Constelación para QPSKConstelación para QPSK
EntradaI Q
Fase
0 0 -135°
0 1 -45°
1 0 +135°
1 1 +45°
Sen(ct)
cos(ct)
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Debe recordarse que los ejes Debe recordarse que los ejes se referencian según: eje “X” se referencian según: eje “X” como Sen wcomo Sen wcct y eje “Y” como t y eje “Y” como
Cos wCos wcctt
El ancho de banda mínimo para una El ancho de banda mínimo para una señal QPSK se calcula a través de la ecuación:señal QPSK se calcula a través de la ecuación:
2,b
PSKQN
fBf
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento Cuaternario Desplazamiento Cuaternario
de Fase (QPSK)de Fase (QPSK)
Demodulación QPSKDemodulación QPSK
FPBFPBSeñal Señal QPSKQPSK
Divisor de Divisor de PotenciaPotencia
Recuperador Recuperador de Portadorade Portadora
XX
XX
LPFLPF
LPFLPF
QQ I I
90° 90°
-sen(-sen(cct)+cos(t)+cos(cct)t)
-sen(-sen(cct)+cos(t)+cos(cct)t)
sen(sen(cct)t)
cos(cos(cct)t)
sen(sen(cct)(-sen(t)(-sen(cct)+cos(t)+cos(cct))t))
cos(cos(cct)(-sen(t)(-sen(cct)+cos(t)+cos(cct))t))
-1/2 V (0 Lógico)-1/2 V (0 Lógico)
1/2 V (1 Lógico)1/2 V (1 Lógico)
00
11
El número de bits agrupados a la entrada del El número de bits agrupados a la entrada del modulador se puede incrementar para obtener la modulador se puede incrementar para obtener la PSK de 8 fases (8-PSK), que es una técnica de PSK de 8 fases (8-PSK), que es una técnica de modulación M-aria en la que M=8. modulación M-aria en la que M=8.
Existen 8 fases posibles de salidas, para este caso se Existen 8 fases posibles de salidas, para este caso se consideran a los bits en grupos de 3, llamados consideran a los bits en grupos de 3, llamados tribits. tribits.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fases Desplazamiento de 8-Fases
(8-PSK)(8-PSK)
Descripción de los bits involucradosDescripción de los bits involucrados
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fases Desplazamiento de 8-Fases
(8-PSK)(8-PSK)
II CC SalidaSalida QQ C negadaC negada SalidaSalida
00 00 -0,541 V-0,541 V 00 11 -1,307-1,307
00 11 -1,307 V-1,307 V 00 00 -0,541-0,541
11 00 +0,541 V+0,541 V 11 11 +1,307+1,307
11 11 +1,307 V+1,307 V 11 00 +0,541+0,541
Los bits Q e I son los datos de entrada, C es un bit de Los bits Q e I son los datos de entrada, C es un bit de control y Cnegado es el valor de C complementado.control y Cnegado es el valor de C complementado.
Modulador 8-PSK con entrada binaria 101Modulador 8-PSK con entrada binaria 101
Q I C
Conv de 2a 4 niveles
Conv de 2a 4 niveles
OscSen (ct)
X
X
+90°
FPB1
0
1 1
0
0,541
-1,307 -1,307Sen (ct)
0,541Cos (ct)
-1,307Sen (ct) +0,541Cos (ct)
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fases Desplazamiento de 8-Fases
(8-PSK)(8-PSK)
fb/3
fb/3
fb/3
Señal PAMSeñal PAM
Señal PAMSeñal PAM
Sen (ct)
Cos (ct)
Tabla Tabla dede
VerdadVerdad
La corriente de bits llegan al divisor de bits, La corriente de bits llegan al divisor de bits, donde se convierten en una salida paralela donde se convierten en una salida paralela de tres canales, en canal I (en fase), el canal de tres canales, en canal I (en fase), el canal Q (en cuadratura) y el canal C (control)Q (en cuadratura) y el canal C (control)
Los bits de los canales I y C entran al Los bits de los canales I y C entran al convertidor del canal I y los bits de Q y convertidor del canal I y los bits de Q y CCnegadonegado entran al convertidor del canal Q entran al convertidor del canal Q
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
El bit Q y I determinan la polaridad de la señal analógica de salidaEl bit Q y I determinan la polaridad de la señal analógica de salida
Mientras que el bit C determina su magnitudMientras que el bit C determina su magnitud
lógico"0"1
lógico"1"1
V
V
lógico"0"541,0
lógico"1"307,1
V
V
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
Señal modulada en 8-PSKSeñal modulada en 8-PSK
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
La figura muestra las ocho combinaciones de fases La figura muestra las ocho combinaciones de fases que se obtienen a la salida del modulador 8-PSK. que se obtienen a la salida del modulador 8-PSK. Observe que la amplitud es constante.Observe que la amplitud es constante.
Como se ha observado se tienen 8 posibles fasores como respuesta a los 3 bits de entrada.Como se ha observado se tienen 8 posibles fasores como respuesta a los 3 bits de entrada.
Cada fasor estará desfasado uno del otro en:Cada fasor estará desfasado uno del otro en:
360º ÷ 8 = 45º360º ÷ 8 = 45º
Es importante dicha separación para evitar que por ruido en las amplitudes se pueda desviar una fase hacia Es importante dicha separación para evitar que por ruido en las amplitudes se pueda desviar una fase hacia otra y producir un error.otra y producir un error.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
Se ve que la separación angular entre los Se ve que la separación angular entre los fasores adyacentes es de 45°fasores adyacentes es de 45°
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
Diagrama Fasorial 8-PSKDiagrama Fasorial 8-PSK Constelación 8-PSKConstelación 8-PSK
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)Entrada binaria
Fase de Salida
de 8-PSKQ I C
0 0 0 -112,50 0 1 -157,50 1 0 -67,50 1 1 -22,51 0 0 +112,51 0 1 +157,51 1 0 +67,51 1 1 +22,5
Tabla resumen de Tabla resumen de ángulos de fase ángulos de fase
de los ocho de los ocho fasores de la fasores de la Modulación Modulación
Digital 8-PSKDigital 8-PSK
Características de 8-PSK:Características de 8-PSK:
1.1. Tiene 8 fasores separados 45º entre ellos.Tiene 8 fasores separados 45º entre ellos.
2.2. La amplitud de los fasores es constante.La amplitud de los fasores es constante.
3.3. Posee un proceso de conversión de nivel antes de la modulaciónPosee un proceso de conversión de nivel antes de la modulación
4.4. Posee un bit de control que controla la magnitud de la salida del conversor de nivel.Posee un bit de control que controla la magnitud de la salida del conversor de nivel.
5.5. Los bits Q e I controlan el signo del nivel de salida.Los bits Q e I controlan el signo del nivel de salida.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
Características de 8-PSK: Cont….Características de 8-PSK: Cont….
6.6. Cada evento de salida representa 3 bits.Cada evento de salida representa 3 bits.
7.7. El flujo de datos por las ramas Q, I y C es igual a fb/3.El flujo de datos por las ramas Q, I y C es igual a fb/3.
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
El ancho de banda mínimo para una señal 8-El ancho de banda mínimo para una señal 8-PSK se calcula a través de la ecuación:PSK se calcula a través de la ecuación:
38,b
PSKN
fBf
Manipulación por Manipulación por Desplazamiento de 8-Fase (8-Desplazamiento de 8-Fase (8-
PSK)PSK)
Demodulación 8-PSKDemodulación 8-PSK
FPBFPBSeñal Señal 8-PSK8-PSK
Divisor de Divisor de PotenciaPotencia
Recuperador Recuperador de Portadorade Portadora
XX
XX
CADCAD
CADCAD
QQ I I
90° 90°
Canal ICanal I
Canal QCanal Q
C C
II
CC
CCnegadonegado
El diagrama de bloques para un demodulador El diagrama de bloques para un demodulador 8-PSK, es el siguiente:8-PSK, es el siguiente:
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
Es posible modificar dos parámetros Es posible modificar dos parámetros simultáneamente en una portadora: la simultáneamente en una portadora: la AMPLITUD y la FASE.AMPLITUD y la FASE.
Cuando este proceso se produce la Cuando este proceso se produce la modulación que resulta se llama modulación que resulta se llama Modulación de Amplitud en Cuadratura Modulación de Amplitud en Cuadratura debido a que los fasores resultantes forman debido a que los fasores resultantes forman ángulo de 90º entre ellos.ángulo de 90º entre ellos.
Es una forma de modulación digital, donde la Es una forma de modulación digital, donde la información digital está contenida tanto en información digital está contenida tanto en amplitud como en la fase de la portadora amplitud como en la fase de la portadora transmitida.transmitida.
Se designa por las siglas QAM por su nombre Se designa por las siglas QAM por su nombre en ingles Quadrature Amplitude en ingles Quadrature Amplitude Modulation.Modulation.
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
Diagrama de Bloques del Modulador 8-QAMDiagrama de Bloques del Modulador 8-QAM
Q I C
Conv de 2a 4 niveles
Conv de 2a 4 niveles
OscSen (ct)
X
X
+90°
FPB
FPB
FPB
1
01 1
1,307
-1,307 -1,307Sen (ct)
1,307cos (ct)
-1,307Sen (ct) +1,307cos (ct)
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
Se puede ver que la única diferencia entre los Se puede ver que la única diferencia entre los transmisores 8-PSK y 8-QAM es la omisión transmisores 8-PSK y 8-QAM es la omisión del inversor entre el canal C y el del inversor entre el canal C y el convertidor de nivel del canal Q.convertidor de nivel del canal Q.
Como en la 8-PSK, los datos se dividen en Como en la 8-PSK, los datos se dividen en tribits. Los bits I y Q determinan la tribits. Los bits I y Q determinan la polaridad de la señal en la salida del polaridad de la señal en la salida del convertidor y C determina su magnitud. convertidor y C determina su magnitud.
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
La polaridad La polaridad depende del estado depende del estado lógico de los bits I y lógico de los bits I y Q, mientras que C Q, mientras que C controla la controla la magnitud. magnitud.
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
Tabla de la verdad Tabla de la verdad Modulador 8-QAMModulador 8-QAM
I/Q C Salida0 0 -0,541 V0 1 -1,307 V1 0 +0,541 V1 1 +1,307 V
Señal modulada en 8-QAM: Observe que se modifica la fase y la amplitud de la Señal modulada en 8-QAM: Observe que se modifica la fase y la amplitud de la señal modulada.señal modulada.
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
Diagrama fasorial y constelaciónDiagrama fasorial y constelación
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
El ancho de banda mínimo para una señal 8-El ancho de banda mínimo para una señal 8-QAM se calcula a través de la ecuación:QAM se calcula a través de la ecuación:
38,b
QAMN
fBf
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 8-QAMen Cuadratura 8-QAM
Demodulación 8-QAMDemodulación 8-QAM
FPBFPBSeñal Señal 8-QAM8-QAM
Divisor de Divisor de PotenciaPotencia
Recuperador Recuperador de Portadorade Portadora
XX
XX
CADCAD
CADCAD
QQ I I
90° 90°
Canal ICanal I
Canal QCanal Q
C C
II
CC
CC
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
Es un sistema M-ario con M=16. Los Es un sistema M-ario con M=16. Los datos de entrada se manejan en grupos de 4 datos de entrada se manejan en grupos de 4 bits cada vez. bits cada vez.
Por ser una modulación QAM, se Por ser una modulación QAM, se manipula tanto la amplitud como la fase de la manipula tanto la amplitud como la fase de la portadora a transmitir.portadora a transmitir.
Modulador 16-QAMModulador 16-QAM
Q Q Q´Q´ I I I´ I´
Conv de 2Conv de 2a 4 nivelesa 4 niveles
Conv de 2Conv de 2a 4 nivelesa 4 niveles
XX
XX
FPBFPB
90° 90°
OscOscSen(Sen(cct)t)
11 11
11 00
-0,22V-0,22V
0,821V0,821V
-0,22sen(-0,22sen(cct)t)
0,821cos(0,821cos(cct)t)
-0,22sen(-0,22sen(cct)+0,821cos(t)+0,821cos(cct)t)
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
Los datos binarios de entrada se dividen en Los datos binarios de entrada se dividen en 4 canales I, I´,Q y Q´. Se sincronizan 4 bits de 4 canales I, I´,Q y Q´. Se sincronizan 4 bits de entrada en serie en el divisor de bits; a entrada en serie en el divisor de bits; a continuación salen en forma simultanea por los continuación salen en forma simultanea por los canales I, I´,Q y Q´. canales I, I´,Q y Q´.
Los bits I y Q determinan la polaridad de salida:Los bits I y Q determinan la polaridad de salida:
out
out
Vlógico"0"
Vlógico"1"
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
Los bits I´ y Q´ determinan la magnitudLos bits I´ y Q´ determinan la magnitud
En consecuencia los convertidores generan una señal de cuatro nivelesEn consecuencia los convertidores generan una señal de cuatro niveles
lógico"0"22,0
lógico"1"821,0
V
V
VoV
VoV
22,022,0
821,0821,0
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
Estos valores pasan al modulador de Estos valores pasan al modulador de producto, con lo cual cada modulador genera producto, con lo cual cada modulador genera 4 posibles salidas en función del seno o el 4 posibles salidas en función del seno o el coseno según sea el caso.coseno según sea el caso.
El sumador lineal combina las salidas de El sumador lineal combina las salidas de los moduladores de productos de los canales I los moduladores de productos de los canales I y Q y producen las 16 combinaciones para la y Q y producen las 16 combinaciones para la modulación 16-QAMmodulación 16-QAM
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
Diagrama fasorial y constelaciónDiagrama fasorial y constelación
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
El ancho de banda mínimo para una señal 16-El ancho de banda mínimo para una señal 16-QAM se calcula a través de la ecuación:QAM se calcula a través de la ecuación:
416,b
QAMN
fBf
Modulación de Amplitud Modulación de Amplitud en Cuadratura 16-QAMen Cuadratura 16-QAM
La Eficiencia del Ancho de Banda o Densidad La Eficiencia del Ancho de Banda o Densidad de Información, se usa con frecuencia para de Información, se usa con frecuencia para comprobar el funcionamiento de dos comprobar el funcionamiento de dos técnicas de modulación digital.técnicas de modulación digital.
Es la relación de rapidez de transmisión de Es la relación de rapidez de transmisión de bits entre el ancho de banda mínimo bits entre el ancho de banda mínimo necesario para un esquema de modulación necesario para un esquema de modulación dado.dado.
Comparación de Comparación de ModulacionesModulaciones
En general, la eficiencia del AB se normaliza a En general, la eficiencia del AB se normaliza a un AB de 1 Hz y en consecuencia indica la un AB de 1 Hz y en consecuencia indica la cantidad de bits que se puede propagar a cantidad de bits que se puede propagar a través de un medio, por cada Hertz de AB. través de un medio, por cada Hertz de AB.
Hz MínimoBandadeAncho
bpsn TransmisiódeRápidezABdeEficiencia
Eficiencia del Ancho de Eficiencia del Ancho de BandaBanda
Comparación de Comparación de ModulacionesModulaciones
Modulación Codificación AB (Hz) Baudios Eficiencia AB
FSKFSK Un BitUn Bit >= f>= fbb ffbb <=<=11
BPSKBPSK Un BitUn Bit ffbb ffbb 11
QPSKQPSK DibitDibit ffbb/2/2 ffbb/2/2 22
8-PSK8-PSK TribitTribit ffbb/3/3 ffbb/3/3 33
8-QAM8-QAM TribitTribit ffbb/3/3 ffbb/3/3 33
16-PSK16-PSK CuadribitCuadribit ffbb/4/4 ffbb/4/4 44
16-QAM16-QAM CuadribitCuadribit ffbb/4/4 ffbb/4/4 44
Actividades de AutodesarrolloActividades de Autodesarrollo
1.1. Deduzca los fasores que se obtienen para la Deduzca los fasores que se obtienen para la cadena binaria 100011001100, empleando:cadena binaria 100011001100, empleando:
• A) 8-PSK A) 8-PSK B)16-PSKB)16-PSK B) B) • C)8-QAMC)8-QAM D) 16-QAMD) 16-QAM
2.2. Determine la velocidad de salida de cada Determine la velocidad de salida de cada modulador si los datos provienen de una modulador si los datos provienen de una fuente que los produce a 28.800 bps.fuente que los produce a 28.800 bps.
3.3. Proponga modelos de simulación para 8-Proponga modelos de simulación para 8-PSK y 8-QAMPSK y 8-QAM