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I. PROCEDIMIENTO

a) Diagrama de Ojo

Es un tipo de Diagrama de visualizacin de

seales moduladas digitalmente muy comn en

las telecomunicaciones y recibe su nombre

debido a su similitud debido a que su patrn se

asemeja al ojo humano donde se grafican las

componentes en I y Q respecto al tiempo,

adems de permitir la representacin de la

superposicin de las seales para la medicin de

patrones con mltiples niveles de voltaje.

Existen dos tipos de diagrama de ojo, uno de

ellos se enfoca en la caracterizacin de forma de

onda del pulso de acuerdo a propiedades del Ojo

como lo son: nivel cero, nivel uno, cruce de

amplitud y cruce en el tiempo. EL otro tipo de

diagrama de Ojo compara una mscara de Ojo

medida contra una mscara preestablecida.

El diagrama de ojo es til para determinar los

efectos de las degradaciones a travs de los

pulsos de una seal. Cuando la seal posee una

relacin de SNR baja o es muy ruidosa, el patrn

del diagrama de Ojo tiende a cerrarse y los

niveles de voltaje no son precisos, mientras que

al tener una seal sin ruido, el patrn de cada

nivel converge hacia el mismo punto. En el

sistema M-ario el patrn de ojo tiene (M-1)

aperturas oculares organizadas verticalmente,

donde M es el nmero de niveles de amplitud

(Ver figura No. 1). [1]

Figura No. 1: Diagrama de Ojo para un sistema

cuaternario sin ruido. [1]

b) Diagrama Trellis

El diagrama de Trellis muestra el tiempo en el

eje X y la fase en el eje Y. Este tipo de diagrama

permite el anlisis de fase de la transmisin

diferentes smbolos, teniendo en cuenta la

secuencia en la cual se envan los datos. Este

diagrama se usa para representar cdigos

convolucionales que de acuerdo a determinada

estructura se repite n veces dependiendo del

nmero de ramas que manejen, que a su vez

dependen de la longitud del cdigo.

En la Figura No. 2 se puede apreciar la

representacin en diagrama de Trellis para un

sistema GSM (GMSK). Tpicamente este tipo de

diagramas se usan tambin para aislar

transiciones perdidas, cdigos omitidos o para

encontrar puntos ciegos en el modulador I/Q y

como algoritmo de mapeo. [5]

Figura No. 2: Diagrama de Ojo para un sistema

cuaternario sin ruido. [5]

Taller Complementario Comunicacin Digital

Conceptos y Tecnologas en Comunicaciones Digitales

Arvalo Arias Nelson, Muoz Valderrama David,

{u1401015, 1400912}@unimilitar.edu.co

Universidad Militar Nueva Granada

2

c) Modulacin diferencial DQPSK

Primero es necesario familiarizarse con el

trmino de codificacin diferencial, esta tcnica

no solo se usa en modulacin de banda base sino

tambin en modulacin pasabanda, donde es

usada para codificar los datos antes de

modularlos sobre la portadora. Se tiene una

secuencia binaria ak, entonces la secuencia

binaria codificada diferencialmente se produce

de acuerdo a la regla: dk = ak (dk 1), donde indica adicin Modulo-2, llamada tambin or

exclusivo o XOR. La salida est determinada

por el bit de entrada y bit de previo a la salida, si

son diferentes la salida es 1, en otro caso, la

salida es 0.

Luego, en la modulacin diferencial DQPSK se

usan pares de bits de informacin llamados

dibits (componentes en I y Q), los cuales son representados por las diferencias de fase i y dibits lgicos. Un ejemplo de esta asignacin en

fase se puede apreciar en la tabla No. 1. Las

reglas de codificacin se muestran a

continuacin [2]:

(1)

La estructura de un modulador DQPSK se puede

observar en la Figura No.3, donde se puede

visualizar el uso del codificador diferencial

inmediatamente luego de la entrada del Buffer

de datos Binario.

Figura No. 2: Modulador DQPSK. [3]

d) Modulacin diferencial 16QAM

Se puede considerar que la modulacin QAM es

una extensin de la modulacin QPSK, teniendo

en cuenta que la primera es la modulacin tanto

en amplitud, como en cuadratura mientras que la

segunda slo lo hace en cuadratura. Del mismo

modo, en QPSK los puntos del idagrama de

constelacin estn distribuidos en forma

circular, mientras que para QAM, los puntos se

distribuyen sobre el rea total que conforma el

diagrama de constelacin.

Teniendo en cuenta lo mencionado

anteriormente, se encuentra tambin un nivel de

semejanza en la codificacin de PSK con QAM

y se utiliza con el fin de recuperar la seal de la

portadora cuando existe algn tipo de rotacin

en fase de la seal recibida y evitar que las

seales de un cuadrante se demodulen con la

fase de otro cuadrante, contribuyendo a resolver

eficientemente la ambigedad en fase que se

presente. En la figura No. 4 se tiene un ejemplo

de esquema empleado para un transmisor ptico

que usa modulacin Diferencial 16-QAM.

Figura No. 4: Esquema general para un

transmisor con modulacin diferencial 16-QAM.

[4]

e) /4 DQPSK

La modulacin de este tipo se realiza de manera

muy similar a la DQPSK, con la variante de que

en DQPSK la fase usada por lo general es de

/2, mientras que obviamente en /4 DQPSK, la fase que se usa para realizar su transicin entre

smbolos es de /4. La modulacin /4 DQPSK se usa ampliamente en diferentes tipos de

aplicaciones que van desde la telefona celular

con tecnologas como NADC-IS-54(North

American Digitall Cellular) y PDC(Paciffic

Digital Cellular), pasando por PHS(Personal

Handly Phone System) y tecnologas de radio

como TETRA (Trans European Trunked Radio).

Los datos en este tipo de modulacin son

codificados en magnitud y sentido del cambio de

fase, mas no como se realiza normalmente en

QPSK donde se conserva la posicin en la

constelacin resolviendo fcilmente la

recuperacin y demodulacin de la seal. La

modulacin diferencial DQPSK posee la ventaja

3

de que de que la trayectoria de los puntos de la

constelacin no pasan por el origen, haciendo

mucho ms sencillo el diseo de sus

transmisores.

Figura No. 5: Modulador DQPSK. [2]

f) GMSK

Este tipo de modulacin fue la primera

propuesta que se plante para el uso de radio

telefona digital y actualmente se usa tanto para

el estndar Estadounidense (CDPD) como el

Eurpoeo (GSM). Su amplia difusin se debe

tanto a su gran potencia y densidad espectral

como a un muy buen rendimiento frente a

errores.

Esta modulacin es una derivada de la MSK

debido a que tambin utiliza el concepto de

modulacin con la mnima frecuencia de

separacin pero emplea un filtro gaussiano para

reducir el ancho de banda espectral requerido

para su ptimo funcionamiento.

Figura No. 6: Demodulador de seal GMSK. [2]

g) FDMA (Frequecy Division Multiple Access)

FDMA es la primera de varias tcnicas usadas para

la multiplexacin de un canal y lograr transmitir

informacin a travs de diferentes frecuencias para

cada destinatario sin interferencias, para lo cual es

necesaria una buena calidad de filtrado. Estos

sistemas se caracterizan por su amplia cobertura y

amplia utilidad en diferentes medios tanto anlogos

como digitales, (radio, TV, telefona).

Figura No. 7: Ilustracin FDMA. [2]

h) TDD (Time division duplex)

Es una tcnica muy usada en conjunto con la

tecnologa TDMA (explicada en el inciso i), la

cual mediante un canal logra realizar tanto la

transmisin como recepcin en diferentes

intervalos de tiempo, compartiendo la misma

frecuencia. Antiguamente las tecnologas

implementadas para el uso de TDD eran

demasiado lentas, pero hoy en da se contina su

uso amplificando la velocidad de transmisin

por lo que para los usuarios los tiempos de

transmisin y recepcin son menos perceptibles.

Figura No. 8: Multiplexacin para TDD [4]

4

i) TDMA (Time Division Multiple Access)

Esta tcnica se basa como su nombre lo dice en

la multiplexacin por divisin de tiempo, esta

tcnica tiene gran aplicacin en la

comunicaciones satelitales, se usa para

transmitir seales portadoras moduladas

digitalmente como (PSK) de forma que

almacena y enva la informacin, esto se

presenta ya que una estacin terrestre transmite

durante un tiempo en especfico, si se quisiera

trasmitir seal de banda de voz sera necesario

muestrear y guardar dicha seal, dado que esta

llega a la estacin de forma continua.[1]

La ventaja de esta tcnica es que existe solo una

portadora de una estacin terrestre en el satlite

que tiene como funcin recibir, amplificar y

remitir la seal. As mismo evita la distorsin

cuando se lleva a cabo una modulacin de

amplitud con frecuencias diferentes, lo que dara

como resultado varias seales.[1]

Tiene como desventaja que requiere una

sincronizacin precisa, dado que como este de

usa en estaciones de transmisin terrestre se

necesita que se hagan en un rango de tiempo

exacto, as mismo se deben mantener

sincronizados tanto los bits como las tramas, que

se vayan a transmitir.[1]

Figura No. 9: Ilustracin TDMA. [2]

j) CDMA (Acceso Mltiple por Divisin de Cdigo)

Este tipo de acceso permite como principal

caracterstica la transmisin efectuada por

satlites en una misma frecuencia, por lo que en

este caso no hay restricciones ni de ancho de

banda de transmisin y tampoco de tiempo, pues

cada estacin terrestre puede transmitir una

seal cuando desee.[2]

Para distinguir las seales emitidas por todas las

diferentes estaciones terrestres se utilizan

cifradas y descifradas, estas son las formas en

las que los mensajes no se van a superponer uno

tras otro, dado que cuando se cifra una seal en

la estacin terrestre que va a transmitir, la

estacin terrestre que recibe la seal debe

conocer el cdigo de cifrado de la seal.[2]

Figura No. 10: Ilustracin CDMA. [2]

k) OFDM

Es un tipo de multiplexacion por divisin de

frecuencia la cual se basa en varias ondas

portadoras, as mismo cada una de estas ondas

lleva un mensaje o informacin, cada portadora

tiene una modulacin por aparte, con un smbolo

tambin por aparte, estos se modulan ya sea con

PSK o QAM.

OFDM tambin es muy viable ya que tambin

permite que si esta llega con informacin errada

o incompleta, se puedan detectar y corregir

dichos errores. Pero as mismo OFDM es

econmicamente ya que al utilizar varia

frecuencias est consumiendo ms ancho de

banda, y por consiguiente la eficiencia del

espectro se ve afectada, es en este punto donde

OFDM, tiene una caracterstica diferente a las

dems multiplexaciones ya que la tcnica que se

5

utiliza es la de ortogonalidad, esto quiere decir

que todas las ondas portadoras deben formar

entre si un Angulo recto, y para que toda la

comunicacin este completa se utiliza un

receptor el cual por medio de filtros pueda

escoger que frecuencias portadoras dejar pasar.

Para estas onda portadoras sean ortogonales, la

distancia entre estas debe ser un mltiplo de 1/T,

donde T significa el nmero de ciclos

correspondiente a cada frecuencia de las

portadoras. [3]

Imagen. Comportamiento en frecuencia de un

canal solo de OFDM y de toda la seal completa

OFDM.[3]

l) GFSK (Modulacin por Desplazamiento en Frecuencia Gaussiana)

Es un tipo de modulacin por desplazamiento en

frecuencia (FSK), esta modulacin se diferencia

de la FSK en que se agrega a el sistema un filtro

gaussiano, como se sabe el sistema FSK utiliza

dos smbolos que son (1 y 0), estos smbolos se

utilizan respectivamente para un aumento y una

disminucin en frecuencia de la seal portadora,

una vez hecho este proceso es cuando se

adiciona el filtro de gaussiano.

m) LDPC (Comprobacin de paridad de baja densidad)

Es un cdigo de correccin de errores, estos se

basan en matrices para realizar la comprobacin

y estas a su vez contienen ceros en su gran

mayora pero pocos 1, esto tiene como funcin

poder codificar se forma secuencial la

informacin para que los smbolos lleguen a

tener una alta probabilidad de que entre la

entrada y salida del canal haya errores residuales

una vez se decodifique, con esto lo que se busca

es que tenga una mayor eficiencia. Estos cdigos

tienen una gran ventaja y es que al tener una

muy buena eficiencia estos se acercan al lmite

de Shannon, lo que permite tener una correcta

comunicacin. [5]

n) ASK (Modulacin por Desplazamiento en Amplitud )

Es un tipo de modulacin en amplitud la cual

tiene como gran caracterstica la variacin de la

seal portadora en amplitud, al ser esta seal la

que vara la el comportamiento de la seal es

similar al conectar y desconectar la seal portadora, este comportamiento lo que refleja es

que cuando hay seal portadora se toma un valor

de 1 binario y cuando dicha seal no esta se

toma como un 0 binario, la frecuencia y fase

permanecen constantes.

Imagen. Seal ASK con presencia de seal

portadora 1 y sin presencia de portadora 0.[6]

Es necesario tener en cuenta que al ser una

modulacin en amplitud esta es ms sensible a

distorsiones por efectos ambientales, esto tiene

como efecto que el ancho de banda a utilizar en

esta mtodo es mayor y por consiguiente la

relacin seal/ruido aumenta. Si bien el ancho

de banda es una desventaja de la ondulacin

ASK es la tcnica perfecta para aplicar en

tecnologas como fibra ptica, ya que esta no tiene tanta atenuacin. [6]

o) OOK (Manipulacin encendido-apagado)

Es un tipo de modulacin ASK el cual se basa

en el mismo principio de esta, cuando la seal

portadora est conectada se obtiene un 1 binario

y cuando esta seal portadora no esta se dice que

hay un cero binario, tambin as como ASK,

tiene tanto frecuencia como fase constantes.[6]

p) FEC (Forward Error Correcction)

Es un esquema de correccin de errores el cual

es capaz de detectar t corregir errores en la

recepcin y transmisin, para llevar a cabo este

proceso se toma un mensaje el cual vaya a ser

trasmitido y se adicionan bits a este, un ejemplo

6

es el cdigo de haming entre otros, as mismo

los cdigos FEC hacen este proceso con el fin de

reducir el tiempo que lleva retransmitir dicha

mensaje.[7]

ANALISIS DE TECNOLOGIAS

En la siguiente tabla se muestran algunos tipos

de tecnologas, por cada tecnologa se mostrara

las modulaciones que se utilizan as como

tambin los estndar por los cuales se rigen,

adems de su tasas de transferencia.

Tabla 1. Parmetros de tecnologas.

ANALISIS DE INFORMACION TECNICA

DE EQUIPOS

Para este punto se presentan tres equipos, por

cada uno se especificara los parmetros ms

relevantes as como tambin se dar una

explicacin del funcionamiento de cada equipo,

los cuales sern mostrados en una tabla para

cada equipo.

CDM-625 Advanced Satellite Modem

Tabla 2. Parmetros de CDM-625 Advanced

Satellite Modem. [16], [17]

I. REFERENCIAS

[1] Simon Haykin, Sistemas de Comunicacin, LIMUSA Noriega Editores, pp. 128, Mxico D.F.,

2009.

[2] Xiong, Fuqin , Digital Modulation Techniques , Artech House, pp. 20, 175-177,473,United

States,2006.

[3] Schiff, Maurice, Introduction to Communication Systems Simulation, Artech House, pp. 86-87, 2006.

[4] Secondini, M.; Forestieri, E.; Cavaliere, F., "Novel optical modulation scheme for 16-QAM format with

quadrant differential encoding," Photonics in

Switching, 2009. PS '09. International Conference

on Pisa , pp.1, 15-19 Sept. 2009 doi:

10.1109/PS.2009.5307754.

[5] Krzysztof Wesolowsky,Introduction to Digital Communication Systems,Wiley, UK,2009.

[6] Informacin Tomada del texto escrito por Rene Jtiva Espinoza, Codificacin de Canal fecha de consulta 25 de abril de 2015 pagina 30.

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