Modulación Digital: Técnicas de Modulación Digital (ASK, FSK, PSK, QAM), Guías, Proyectos, Investigaciones de Telecomunicación

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TÉCNICAS

DE

MODULACIÓN

DIGITAL

Hernández Campos José

Pablo

Oramas Santos Ricardo

Yáñez Rodríguez Arlette

Carolina

Zarate Castillo Joaquin

Realizado por:

F U N D A M E N T O S D E T E L E C O M U N I C A C I O N E S

HERNÁNDEZ CAMPOS JOSÉ PABLO

ORAMAS SANTOS RICARDO

YÁÑEZ RODRÍGUEZ ARLETTE CAROLINA

ZARATE CASTILLO JOAQUIN

CARRERA:

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES.

ASIGNATURA:

FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES

5503B

DOCENTE:

ARIAS LÓPEZ JOSÉ JUVENTINO

TRABAJO:

INVESTIGACIÓN DE TÉCNICAS DE

MODULACIÓN DIGITAL

EQUIPO:

24 OCTUBRE 2021

MODULACIÓN DIGITAL Modulación por Variación de Amplitud (ASK, por sus siglas en inglés). Modulación por Variación de Frecuencia (FSK, por sus siglas en inglés). Modulación por Desplazamiento en Fase (PSK, por sus siglas en inglés). Modulación en Amplitud por Cuadratura (QAM, por sus siglas en inglés). Entendemos por modulación digital la acción de modificar algún parámetro de una onda alterna portadora, de modo que codifique la variación de una señal moduladora discreta carente de las características apropiadas para ser transmitida en el espacio. El flujo digital resultante de la codificación MPEG- 2 debe ser trasmitido al espacio hacia las antenas receptoras, por lo que ha de ser portado por una señal de radiofrecuencia. Las técnicas de modulación digital pueden agruparse en los siguientes grupos, dependiendo de la característica que se varíe en la señal portadora.

MODULACIÓN DIGITAL El Eje I, en fase, indicará modulaciones en fase. El eje Q, en cuadratura, indicará modulaciones con desfases de 90º. Cualquiera que sea la técnica de modulación digital empleada, la amplitud, la frecuencia o la fase de la señal portadora podrá tomar únicamente un número finito de valores discretos. Las técnicas de modulación digital permiten una visualización muy clara del ambiente que se utilice, a partir de su "espacio de señal" o "constelación". En una constelación cada símbolo tiene asociado un valor de magnitud y uno de fase (como sucede en una representación polar en ejes de coordenadas), por lo que salvo en el caso de la modulación FSK, todos los demás esquemas de modulación digital pueden representarse en un plano de dos dimensiones:

MODULACIÓN POR VARIACIÓN DE FRECUENCIA Es un tipo de modulación de frecuencia cuya señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varia entre valores predeterminados. En los sistemas de modulación por salto de frecuencia. La señal moduladora hace variar la frecuencia de la portadora, de modo que la señal modulada resultante codifica la información asociándola a valores de frecuencia diferentes El FSK binario es una forma de modulación angular de amplitud constante, similar a la modulación en frecuencia convencional, excepto que la señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía, entre dos niveles de voltaje discreto, en lugar de una forma analógica que cambia de manera continua. La expresión general para una señal FSK binaria es: v(t) = V c cos [ ( w c + v m(t) D w / 2 )t ] ( 1 ) donde: v(t) = forma de onda FSK binaria. V c = amplitud pico de la portadora no modulada. w c = frecuencia de la portadora en radianes. v m(t) = señal modulante digital binaria. D w = cabio en frecuencia de salida en radianes.

MODULACIÓN FSK El salto de frecuencia ∆f alrededor de la frecuencia central f de la portadora, se denomina genéricamente en cualquier sistema de FM "Desviación de frecuencia" y es un valor constante del que depende el ancho de banda de la señal modulada. Este tipo de modulación por conexión y desconexión se denomina "conmutación de variación de frecuencia" "conmutación de variación de portadora" Para la modulación FSK no es util un grafico de constelación, pues usa dos frecuencias base, con valore de ± fportadora, sin variación de amplitud ni fase

MODULACIÓN PSK

Phase SHift Keying (PSK) o también llamada Binary Phase Shift Keying (BPSK), es una técnica de modulación digital en la que la información se va a modular en fase, es decir, dependiendo de los valores de la entrada digital, la señal analógica modulada va a tener una u otra fase de salida. Se muestra la señal de información f(t) y la señal modulada en PSK respectivamente. En esta técnica de modulación la información se modula en fase. Para esto, se considera una señal binaria con la información a transmitir f(t) con niveles de tensión de ±1V, anchura de bit Tb y una señal portadora de alta frecuencia cos(ω_ct)[ 3 ]. La señal modulada PSK se define como en la siguiente ecuación: MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO EN FASE: PSK

MODULADOR PSK

El modulador es un circuito muy simple que consta de únicamente de un modulador balanceado (que realiza una multiplicación analógica de las señales de entrada), y un filtro paso de banda que elimina los armónicos no significativos de la señal PSK a fin de no interferir con otras señales que pudieran transmitirse por ese mismo canal. En el modulador cuando la entrada corresponde a un 0 lógico, la fase de salida de la señal PSK es 180º. Si la entrada es un 1 lógico, la salida de la señal será de 0º. MODULACIÓN PSK DEMODULADOR PSK A diferencia de ASK y FSK, la modulación PSK solo permite la demodulación de detección síncrona. Esto se debe a que la señal de PSK tiene una envolvente constante, de manera que no puede emplearse un detector de envolvente. Además, el proceso de detección de envolvente requiere la presencia de una portadora que no varía y de una señal binaria de alta frecuencia que contenga la información, condición que no cumple la señal PSK. 11

La potencia de todos los símbolos es la misma, por lo que se simplifica el diseño de los amplificadores y etapas receptoras. Es menos susceptible a errores en comparación con modulación ASK. Los datos binarios se decodifican por estimación de estados de fase de la señal. Estos algoritmos de detección y de recuperación son muy complejos. Transmisión de señales de televisión HDTV. El estándar de red LAN inalámbrica IEEE 802 .11b- 1999 usa variedad de esta modulación.

VENTAJAS

DESVENTAJAS

APLICACIONES

MODULACIÓN PSK

MODULACION QAM Modulación de amplitud en cuadratura QAM (Quadrature Amplitude Modulation). 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. Estas dos ondas generalmente son señales sinusoidales en la cual una onda es la portadora y la otra es la señal de datos.

Ecuación Matemática

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 N= n x m. 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 N= n x m. Una modulación QAM se puede reducir a la modulación simultanea de amplitud ASKn,m y fase PSKn,m de una única portadora, pero solo 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. 14

CONCLUSIÓN Al finalizar esta investigación pudimos denotar los puntos mas importantes y destacables de lo que es la modulación digital por ejemplo la acción de modificar ciertos parámetros de una onda alterna portadora, justo como se mencionó al inicio de este trabajo, esto para la codificación de la variación de la señal que es transmitida en el espacio. Por otro lado y lo que fue la parte principal de esta investigación fue ver lo que son las técnicas de modulación digital de las cuales pudimos ver que estas han sido parte importante en el desarrollo de las tecnologías siendo así que estas nos permiten la comunicación y el acceso a la información que viaja constantemente. Estas técnicas fueron 4 , las cuales fueron: ASK, FSK, PSK y QAM, entre otras más existentes que nos permiten una visualización a su propia manera de una forma muy clara del ambiente que se utilice, a partir de su “espacio”. Fundamentos de Telecomunicaciones 16

BIBLIOGRAFÍA M. ( 2019 , 12 noviembre). PSK (Phase Shift Keying) - Modulaciones Digitales (ASK, PSK, FSK). Medium. https://medium.com/modulaciones-digitales-ask-psk-fsk/psk- phase-shift-keying-37a85398729f Técnicas de modulación digital. | ICTV02 La señal de radiodifusión. Primera parte: TV terrestre. (s. f.). BIRT-LH. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ICTV/ICTV02/es_IEA_I CTV02_Contenidos/website_ 55 _tcnicas_de_modulacin_digital. html Modulación digital.. https://frh.cvg.utn.edu.ar/pluginfile.php/ 16164 /mod_forum/att achment/ 761 /Modulaci%C3%B3n%20Digital.pdf? forcedownload= 1 #:~:text=MODULACI%C3%93N%20DIGITAL% 20 1 .&text=Es%20la%20modulaci%C3%B3n%20de%20una,modulante %20es%20una%20se%C3%B1al%20digital. Hernández, E. (s. f.). Modulación digital. https://www.uv.es/~hertz/hertz/Docencia/teoria/Trasmdigital .pdf Luque, J., & Clavijo, S. ( 1995 ). Modulación de señales digitales. https://www.dte.us.es/personal/sivianes/tcomu/Libros%20y% 2 0Apuntes/ 1995 %20Modulacion%20digital.pdf https://soporte.syscom.mx/es/articles/ 2334170 - modulacion- qam M. ( 2019 , 12 noviembre). ASK (Amplitude Shift Keying) - Modulaciones Digitales (ASK, PSK, FSK). Medium. Recuperado 24 de octubre de 2021 , de https://medium.com/modulaciones- digitales-ask-psk-fsk/ask-amplitude-shift-keying-d658d