Tipos de Modulación

miércoles, 17 de septiembre de 2008

Modulación Desplazamiento Amplitud

“La modulación por desplazamiento de amplitud’‘’, en inglés Amplitude-shift keying (ASK), es una forma de modulación en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora. La modulación por desplazamineto de amplitud (ASK) es una forma de modulación que representa datos digitales como variaciones en la amplitud de una onda portadora. La amplitud de una señal portadora análoga varía conforme a la corriente de bit (modulando la señal), manteniendo la frecuencia y la fase constante. El nivel de amplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s.

MODULACIÓN DIGITAL: FSK – PSK - QAM

La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistema de comunicación.
En un sistema de transmisión digital, la información de la fuente original puede ser en forma digital o analógica. Si está en forma analógica, tiene que convertirse a pulsos digitales, antes de la transmisión y convertirse de nuevo a la forma analógica, en el extremo de recepción. En un sistema de radio digital, la señal de entrada modulada y la sedal de salida demodulada, son pulsos digitales.

MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD (ASK)
Es una forma de modulación en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora.
La amplitud de una señal portadora análoga varía conforme a la corriente de bit (modulando la señal), manteniendo la frecuencia y la fase constante. El nivel de amplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s. Podemos pensar en la señal portadora como un interruptor ON/OFF. En la señal modulada, el valor lógico 0 es representado por la ausencia de una portadora, así que da ON/OFF la operación de pulsación y de ahí el nombre dado.
Como la modulación AM, ASK es también lineal y sensible al ruido atmosférico, distorsiones, condiciones de propagación en rutas diferentes en PSTN, etc. Esto requiere la amplitud de banda excesiva y es por lo tanto una un gasto de energía. Tanto los procesos de modulación ASK como los procesos de demodulación son relativamente baratos. La técnica ASK también es usada comúnmente para transmitir datos digitales sobre la fibra óptica. Para los transmisores LED, el valor binario 1 es representado por un pulso corto de luz y el valor binario 0 por la ausencia de luz. Los transmisores de láser normalmente tienen una corriente "de tendencia" fija que hace que el dispositivo emita un nivel bajo de luz. Este nivel bajo representa el valor 0, mientras una onda luminosa de amplitud más alta representa el valor binario 1.

TRANSMISIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA (FSK)
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 de onda 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 = cambio en frecuencia de salida en radianes



La salida de un modulador de FSK binario, es una función escalón en el dominio del tiempo. Conforme cambia la señal de entrada binaria de 0 lógico a 1 lógico, y viceversa, la salida del FSK se desplaza entre dos frecuencias: una frecuencia de marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de 0 lógico. Con el FSK binario, hay un cambio en la frecuencia de salida, cada vez que la condición lógica de la señal de entrada binaria cambia. Un transmisor de FSK binario sencillo se muestra en la siguiente figura:




TRANSMISIÓN DE DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)
Transmitir por desplazamiento en fase (PSK) es otra forma de modulación angular, modulación digital de amplitud constante. El PSK es similar a la modulación en fase convencional, excepto que con PSK la señal de entrada es una señal digital binaria y son posibles un número limitado de fases de salida.
MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA
Es una modulación digital avanzada que transporta datos cambiando la amplitud de dos ondas portadoras. Estas portadoras tienen igual frecuencia pero estan desfasadas π/2 rad entre si. Por lo que una señal modulada en QAM esta compuesta por la suma lineal de dos señales previamente moduladas en DBL-PS (Doble Banda Lateral - con Portadora Suprimida). Se utiliza para la transmisión de datos a alta velocidad por canales con ancho de banda restringido. Ya que el ancho de banda de la señal mudulada en QAM es igual al mayor de los anchos de banda de las señales que la componen.
Se asocian a esta tecnología aplicaciones tales como:

Códigos NRZ

Características



Aplicaciones
Su principal aplicación es la grabación magnética, pero son demasiado limitados para la transmisión de señales.

Codificación Amplitud

Modulación Banda Base

Conjunto de señales que no sufren ningún proceso de modulación a la salida de la fuente que las origina, es decir son señales que son transmitidas en su frecuencia original. Dichas señales se pueden codificar y ello da lugar a los códigos de banda base.
Las señales empleadas en banda base se pueden clasificar de la siguiente forma:



Los datos se codifican para solucionar los siguientes aspectos inherentes a la banda base:

Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon

El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, también conocido como teorema de muestreo de Whittaker-Nyquist-Kotelnikov-Shannon, criterio de Nyquist o teorema de Nyquist , es un teorema fundamental de la teoría de la información, de especial interés en las telecomunicaciones.




El teorema trata con el muestreo, que no debe ser confundido o asociado con la cuantificación, proceso que sigue al de muestreo en la digitalización de una señal y que, al contrario del muestreo, no es reversible (se produce una pérdida de información en el proceso de cuantificación, incluso en el caso ideal teórico, que se traduce en una distorsión conocida como error o ruido de cuantificación y que establece un límite teórico superior a la relación señal-ruido).



Ejemplo de reconstrucción de una señal de 14,7 kHz (línea gris discontinua) con sólo cinco muestras. Cada ciclo se compone de sólo 3 muestras a 44100 muestras por segundo. La reconstrucción teórica resulta de la suma ponderada de la función de interpolación g(t) y sus versiones correspondientes desplazadas en el tiempo g(t-nT) con , donde los coeficientes de ponderación son las muestras x(n). En esta imagen cada función de interpolación está representada con un color (en total, cinco) y están ponderadas al valor de su correspondiente muestra (el máximo de cada función pasa por un punto azul que representa la muestra).

Conversión analógica-digital

Una conversión analógica-digital (CAD) (o ADC) consiste en la transcripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento (codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otra sin transferencias a las que son más sensibles las señales analógicas.

MODULACION EN FRECUENCIA (FM, AFM)

Normalmente, la modulación en frecuencia se abrevia como FM o AFM (Advanced Frecuency Modulation). Se trata de controlar la frecuencia de un oscilador de audio por medio de la frecuencia de otro oscilador de audio.

El FM digital se presenta en diferentes variantes:

MODULACION DE AMPLITUD

Es el 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 propagarse por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias o simplemente 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 transmisión, que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y vídeo.

EJEMPLOS



Un modulador de AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada:
a) una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia única
b) 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.

FINALIDAD DE LA MODULACIÓN

El objetivo de la modulación es el de adaptar la señal que se va a transmitir al canal de comunicaciones que hay entre la fuente y el destinatario.
La cadena de transmisión global queda entonces como se representa en la figura siguiente.
El objetivo de la transmisión es el de hacer llegar el mensaje emitido m(t) al destinatario.
En el caso ideal, se tiene: y(t) = m(t).
En la práctica, esto no es así, y tenemos que y(t) es distinto de m(t).



La diferencia reside principalmente en la presencia de ruido debido a las perturbaciones que afectan al canal de transmisión y en las imperfecciones de los procesos de modulación y desmodulación.
La señal m(t) es la señal en banda base que se va a transmitir. Puede ser representada tanto en forma temporal como en forma de espectro de frecuencias. Estas dos formas se han dibujado juntas debajo. La modulación recurre a una nueva señal auxiliar de frecuencia fo. Esta frecuencia fo recibe el nombre de frecuencia portadora o frecuencia central.






La señal s(t) ocupa una banda B en tomo a la frecuencia fo, como se ve en la figura . Este ancho B es un parámetro importante y está en función del tipo de modulación. En muchos casos, lo que se persigue es reducir B para albergar en la banda de frecuencias B1 el máximo de información. Por ello, se realiza una multiplexación de frecuencias de forma que se puedan transmitir simultáneamente sobre el mismo medio el mayor número de mensajes.

Modulación Analógica

Modulación 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 es bastante sensible a ruidos y distorsiones.

Modulación FSK
Consiste en un 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.

Modulación PSK
Consiste en un 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.

Modulación DPSK
Variación de la modulación PSK, que tiene como característica un procedimiento de la fase de acuerdo con un dígito a ser transmitido.

Modulación QAM
Es caracterizada por la superposición de 2 portadoras en cuadratura moduladas en amplitud. Con eso al colocar 4 bits dentro de un tronco de señal y operar con tasas de 2400 bauds , se alcanza tasas de 9600 bps.

¿PORQUE SE MODULA?

MODULACIÓN

"La modulación es la alteración sistemática de una onda portadora de acuerdo con el mensaje (señal modulada) y puede ser también una codificación"

"Las señales de banda base producidas por diferentes fuentes de información no son siempre adecuadas para la transmisión directa a través de un a canal dado. Estas señales son en ocasiones fuertemente modificadas para facilitar su transmisión."

Una portadora es una senoide de alta frecuencia, y uno de sus parámetros (tal como la amplitud, la frecuencia o la fase) se varía en proporción a la señal de banda base s(t). De acuerdo con esto, se obtiene la modulación en amplitud (AM), la modulación en frecuencia (FM), o la modulación en fase (PM). La siguiente figura muestra una señal de banda base s(t) y las formas de onda de AM y FM correspondientes. En AM la amplitud de la portadora varia en proporción a s(t), y en FM, la frecuencia de la portadora varia en proporción a s(t).

Señales

viernes, 5 de septiembre de 2008

Señales

Unidades y Medidas

Elementos de un sistema de comunicación.

jueves, 4 de septiembre de 2008

Teoria de las Telecomunicaciones

Las tecnologías de las telecomunicaciones tienen implicaciones revolucionarias en las relaciones entre las empresas y en la vida cotidiana del ciudadano. Y ello con un ritmo de cambio nunca antes conocido. Todo esto multiplica la importancia de la investigación y el desarrollo en este sector.



El nivel de comunicación ubicua ha tomado mucha importancia en el mundo de hoy, esto ha permitido el desarrollo de redes fijas y celulares, y por lo tanto, es necesario un nivel de investigación importante que pueda soportar este desarrollo.

Mapa Conceptual

Técnica usada para la representación gráfica del conocimiento . Un mapa conceptual es una red de conceptos. En la red, los nudos representan los conceptos, y los enlaces las relaciones entre los conceptos en forma de flechas etiquetadas.

El mapa conceptual puede tener varios propósitos:

Generar ideas (lluvia de ideas [brain storming], etc.);

Diseñar una estructura compleja (textos largos, hipermedia, páginas web grandes, etc.);

Comunicar ideas complejas;
Contribuir al aprendizaje integrando explícitamente conocimientos nuevos y antiguos;
Evaluar la comprensión o diagnosticar la incomprensión;

Explorar el conocimiento previo y los errores de concepto;

Fomentar el aprendizaje significativo para mejorar el éxito de los estudiantes;

Medir la comprensión de conceptos.

Clasificar de forma similar a las palabras las cuales se encuentran en las diferentes temáticas que se puedan utilizar en el tema dado.

Mapa Mental

Diagrama usado para representar las palabras, ideas, las tareas, u otros artículos ligados y dispuestos radialmente alrededor de una palabra clave o de una idea central. Se utiliza generación, visualización, estructura, y clasificación taxonómica de las ideas, y como ayuda interna estudio, organización, solución de problemas, toma de decisión y escritura.

Es un diagrama imagen-centrado de representación semántica u otras conexiones entre las porciones de información. Presentando estas conexiones de una manera gráfica radial, no lineal, que estimula un acercamiento de una reunión de reflexión para cualquier tarea de organización de datos, eliminando el estímulo inicial de establecer un marco conceptual intrínseco apropiado o relevante al trabajo específico.

Un mapa mental es similar a una red semántica o modelo cognoscitivo pero sin restricciones formales en las clases de enlaces usados. Los elementos se arreglan intuitivamente según la importancia de los conceptos y se organizan en las agrupaciones, las ramas, o las áreas. La formulación gráfica uniforme de la estructura semántica de la información sobre el método de acopio de conocimiento, puede ayudar a la memoria.

Cuadro Comparativo

Es un organizador que se emplea para sistematizar la información y permite contrastar los elementos de un tema.

Está formado por un número variable de columnas en las que se lee la información en forma vertical y se establece la comparación entre los elementos de las columnas si quieres más.

Cuadro Sinóptico

Herramienta utilizada como técnica de aprendizaje. Quienes realizan uno de ellos pueden aprender ciertos contenidos con una mayor facilidad. Se trata de un cuadro, similar a un esquema, que se caracteriza por ser utilizado ante contenidos de carácter muy concreto, organizados en un tamaño y forma determinados por el sistema de llaves.

La forma de un cuadro sinóptico comenzará a configurarse a partir del título de aquella información que se desea organizar, el cual se debe colocar en la parte central lateral, fuera de la gran llave principal. Posteriormente, los subtítulos o subcategorías deberán ir posicionándose de acuerdo a su nivel de jerarquía, haciendo siempre uso de las llaves

El principal objetivo de un cuadro sinóptico será aportar al orden y a la organización de los conceptos, facilitando así la memorización por vía visual de los contenidos más importantes de un tema en particular, ya que además resulta bastante efectivo resaltar ciertas palabras con letras diferentes en tipo y tamaño.


Ejemplo

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La creación de este sitio tiene fines educativos, los temas publicados son tratados por alumnos que cursan la materia de telecomunicaciones en ingeniería en sistemas computaciones.


Todos las publicaciones son resúmenes relacionados con la materia mencionada.