FASE 3: SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DIGITAL
PRESENTADO POR: RUBY TATIANA CALIXTO RINCÓN COD: 1052020966
GRUPO: 2150504_22
MARIA VICTORIA HERRERA TUTORA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA SISTEMAS DE COMUNICACIÓN CEAD YOPAL 2017
ACTIVIDAD Ejercicios teóricos MODULACIÓN DIGITAL Determine los siguientes tópicos teóricos:
Considerando un sistema de modulación digital, relacione tres tipos básicos más comunes de modulación digital.
a. Por desplazamiento de amplitud (ASK): La amplitud de la onda es alterada de acuerdo con la variación de la señal de información. Exige un medio en que la respuesta de amplitud sea estable, ya que este tipo de modulación sea bastante sensible a ruidos y distorsiones. ASK es sensible a cambios repentinos de la ganancia, además es una técnica de modulación bastante ineficaz. En líneas de calidad telefónica, ASK se usa típicamente a 1.200 bps como mucho. La técnica ASK se usa para la transmisión de datos digitales en fibras ópticas. b. Por desplazamiento de frecuencia (FSK): Procedimiento de 2 osciladores con Frecuencias Diferentes para dígitos 0 y 1. Normalmente es usada para transmisión de datos en bajas velocidades y puede ser: - Coherente: Donde no ocurre variación de fase de la portadora para dígitos del Mismo valor. - No Coherente: Donde puede ocurrir variación de fase de la portadora para dígitos del mismo valor. c. Por desplazamiento de fase (PSK): Procedimiento de la onda portadora en función de un bit de dato (0, 1). Un bit 0 corresponde a la fase 0; en cuanto al bit 1, corresponde a la fase g. Por tanto, este ángulo está asociado con un dato al ser transmitido y con una técnica de codificación usada para representar un bit. La fase de la señal portadora se desplaza para representar con ello a los datos digitales. Como futuro experto qué tipo de modulación es probable que se utilice para:
Bajas tasas de transmisión de datos Tasas de datos moderadas Tasas de datos altas
Bajas tasas de transmisión de datos. BPSK (PSK Binario)
Este esquema es la modulación de desplazamiento de fase de 2 símbolos. También se la conoce como 2-PSK o PRK (Phase Reversal Keying). Es el más sencillo de todos, 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, como se muestra en un diagrama de constelación. En cambio, su velocidad de transmisión es la más baja de las modulaciones de fase. En presencia de un desplazamiento de fase, introducido por el canal de comunicaciones, el demodulador de BPSK es incapaz de determinar el símbolo correcto. Debido a esto, el flujo de datos es codificado en forma diferencial antes de la modulación. BPSK es funcionalmente equivalente a la modulación 2-QAM.
Tasas de datos moderadas. Modulación de amplitud en cuadratura La modulación de amplitud en cuadratura1 o QAM (acrónimo de Quadrature Amplitude Modulation, por sus siglas en inglés) es una técnica que transporta dos señales independientes, mediante la modulación de una señal portadora, tanto en amplitud como en fase.2 Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasada en 90°. La señal modulada en QAM está compuesta por la suma lineal de dos señales previamente moduladas en Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida.
Tasas de datos altas. Modulación por desplazamiento de fase La 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.
Indique qué parámetros de señal se modifican con la modulación QAM, dé ejemplos y relacione sus ventajas.
Es una modulación lineal, que consiste en modular en doble banda lateral dos portadoras de la misma frecuencia desfasadas 90º. Cada portadora es modulada por una de las dos señales a transmitir. Finalmente las dos modulaciones se suman y la señal resultante es transmitida. Este tipo de modulación tiene la ventaja de que ofrece la posibilidad de transmitir dos señales en la misma frecuencia, de forma que favorece el aprovechamiento del ancho de banda disponible. Tiene como inconveniente que es necesario realizar la demodulación con demoduladores sincronos. En este tipo de modulación los parámetros que se modifican son tanto la amplitud como la fase de la portadora.
RUIDO EN LA MODULACIÓN DIGITAL Enumere limitaciones en la transmisión digital y tipos de ruidos que afecten la comunicación digital.
Limitaciones en la transmisión digital Necesita tanto en el transmisor como en el receptor un conversor de análogo a digital y de digital a análogo en el receptor. Requiere sincronismo de reloj entre el transmisor y el receptor. Pierde calidad en el muestreo respecto de la señal original. Requiere mayor ancho de banda. La energía de la señal decae con la distancia. Distorsión de retardo, ocasionado por la velocidad de propagación
Tipos de ruido: Ruido blanco o térmico: Es provocado por la excitación de electrones debido a las oscilaciones térmicas del medio y se mantiene uniforme en el rango de frecuencias a la cual se transmite la señal mensaje. Se calcula con:
= ()
() = = 10 Dónde:
= ℎ = = 1.3803 ∗ 10−2 ⁄ = Para evitar el ruido la única forma de proceder es recubrir el medio de transmisión con una pantalla metálica que absorba la mayoría del ruido externo, evitando a la vez la salida de interferencias al exterior.
Ruido de intermodulación: Es la energía generada por las sumas y las diferencias creadas por la amplificación de dos o más frecuencias en un amplificador no lineal. Diafonía: Ocasionada por las interferencias que producen otros pares de hilos telefónicos próximos (conocida como cruce de líneas o crosstalk). Ruido impulsivo: Este tipo de ruido es impredecible puesto que siempre está presente en forma de sobresaltos o picos de tensión en el suministro de energía. Este tipo de ruido no es muy notable en la transmisión de señales analógicas pero en la transmisión de señales digitales podría provocar perdida de datos. Ruido de línea de alimentación: Las caídas de tensión de las redes de alimentación provocan voltajes diferenciales que pueden causar, caídas fuera de rango, error de transmisión de símbolos o error de temporización. Estos se solucionan con la instalación de capacitores de paso o reguladores.
EJERCICIOS PRÁCTICOS
Ejercicio simulado Desarrolle la simulación de ASK, FSK y OOK.
Simulación de ASK
Esta simulación se realizó en Matlab con la herramienta Simulink.
Simulación de FSK
Esta simulación se realizó en Matlab con la herramienta Simulink.
Simulación de OOK
Esta simulación se realizó en Matlab con la herramienta Simulink.
REBFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Wikipedia, (2017). Modulación de amplitud en cuadratura. Recuperado de internet el día 19 de Abril de 2017. Sitio Web: https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_de_amplitud_en_cuadratura Wikipedia, (2017). Modulación por desplazamiento de fase. Recuperado de internet el día 21 de Abril de 2017. Sitio Web: https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase
