Ing. Roberto GarcíaUniversidad Politécnica Salesiana

Modulacíon Digital

Se denomina modulación, a la operación mediante la cual ciertas características de una onda denominada portadora, se modifican en función de otra denominada moduladora, que contiene información, para que esta última pueda ser transmitida. También podemos decir, que la Modulación es una técnica empleada para modificar una señal con la finalidad de posibilitar el transporte de informaciones a través de un canal de comunicación y recuperar la señal en su forma original en la otra extremidad. El concepto de modulación se basa en poder controlar la variación de alguno de los parámetros (amplitud, frecuencia, fase) de una señal, denominada portadora. Tiene por objeto adaptar la información digital al medio radioeléctrico mediante la analogización a frecuencias de microondas.

Modulación Concepto

Modulación Digital

Es un proceso mediante el cual se trasforman los símbolos digitales en forma de onda adecuadas para la transmisión sobre un canal de comunicación.

Ventajas de la modulación digital.

- Inmunidad frente al ruido.- Fácil de multiplicar.- Codificado, encriptación.- Modulación-Demodulación con DSPs.

Teorema de Shannon

En teoría de la información, el teorema de Shannon-Hartley es una aplicación del teorema de codificación para canales con ruido.

El teorema establece la capacidad del canal de Shannon, una cota superior que establece la máxima cantidad de datos digitales que pueden ser transmitidos sin error (esto es información) sobre dicho enlace de comunicaciones con un ancho de banda específico y que está sometido a la presencia de la interferencia del ruido.

Considerando todas las posibles técnicas de codificación de niveles múltiples y polifásicas, el teorema de Shannon-Hartley indica que la capacidad del canal C es:donde:

C es la capacidad del canal (tasa de bits de información bit/s)B es el ancho de banda del canal en Hertz.S es la potencia de la señal útil, que puede estar expresada en (W, mW, etc.)N es la potencia del ruido presente en el canal, (mW, W, etc.) que trata de enmascarar a la señal útil.

Proxy dentro de la red

La 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 en función de los datos a enviar.

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. Es lineal y sensible al ruido atmosférico, distorsiones, condiciones de propagación en rutas diferentes, entre otros factores. Esto requiere una amplitud de banda excesiva y es por lo tanto un gasto de energía. Tanto los procesos de modulación ASK como los procesos de demodulación son relativamente baratos.

Modulación digital ASK.

Modulación digital ASK

La modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, es una técnica de transmisión digital de información binaria (ceros y unos) utilizando dos o más frecuencias diferentes. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde uno representa un "1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio".

En FSK, el bit rate = baud rate. Así, por ejemplo, un 0 binario se puede representar con una frecuencia f1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f2.

Modulación digital FSK.

Modulación digital FSK.

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 grados. Por tanto, este ángulo está asociado con un dato al ser transmitido y con una técnica de codificación usada para representar un bit. Se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles..

(Multi-PSK): En este sistema la fase de la señal portadora puede tomar secuencialmente N valores posibles separados entre sí por un ángulo definido. Este es un caso de transmisión multinivel, donde la portadora tomará los N valores posibles de acuerdo a los niveles de amplitud de la señal moduladora.

Modulación digital PSK

Modulación digital PSK

La modulación de amplitud en cuadratura o QAM es una técnica que transporta datos, mediante la modulación de la señal portadora, tanto en amplitud como en fase. 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.

Se asocian a esta tecnología aplicaciones tales como:Modems telefónicos para velocidades superiores,Transmisión de señales de televisión, microondas, satélite (datos a alta velocidad por canales con ancho de banda restringido).

Modulación digital QAM.

Modulación digital QAM.