APLICACIONES DE ASK, FSK PSK
TRABAJO PRESENTADO AL INGENIERO: DANIEL PAYARES
ALEXANDER RAFAEL POLO BARRANCO
COMUNICACIONES II
INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLANTICO
SOLEDAD, OCTUBRE 29 DE 2010
ASK (Amplitude Shift Keying)
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.
La aplicación más popular de ASK son:
las transmisiones con fibra óptica ya que es muy fácil "prender" y "apagar" el haz de luz;
además la fibra soporta las desventajas de los métodos de modulación de amplitud ya que posee poca atenuación. Otra aplicación es el cable transoceánico.
(FSK) (Frequency Shift Keying)
es una técnica de transmisión digital de información binaria (ceros y unos) utilizando dos frecuencias
diferentes.
La
señal
moduladora
solo
varía
entre
dos
valores
de tensión discretos formando un tren de pulsos donde un cero representa un "1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio". En la modulación digital, a la relación de cambio a la entrada del modulador se le llama bit-rate y tiene como unidad el bit por segundo (bps). A la relación de cambio a la salida del modulador se le llama baud-rate. En esencia el baud-rate es la velocidad o cantidad de símbolos por segundo. En FSK, el bit rate = baud rate. Así, por ejemplo, un 0 binario se puede representar con una frecuencia f 1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f 2. El módem usa un VCO, que es un oscilador cuya frecuencia varía en función del voltaje aplicado. Indice modulación general para una M − FSKn = (2fd ) / [(M − 1)Rsymb] Siendo: fd: maxima desviación en frecuencia; Rsymb: Velocidad de símbolo por segundo. La aplicación de FSK es las comunicaciones inalámbricas celulares han ido cambiando de manera espectacular en los últimos años. A continuación explicaremos lo que significa el Código de División de Múltiple Acceso o CDMA. Esta es una tecnología de comunicaciones celulares e inalámbricas establecida en Estados Unidos y que está en pleno crecimiento debido a las características favorables con que cuenta.
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.
Debido a su mayor simplicidad frente a la modulación QAM, PSK es una modulación ampliamente extendida. La modulación BPSK es utilizada para transmisores de bajo coste y que no requieran altas velocidades. El estándar de red LAN inalámbrica, el IEEE 802.11b-1999, usa una variedad de modulaciones PSK, dependiendo de la velocidad de transmisión. A 1Mbps usa DBPSK, a 2Mbps emplea DQPSK. Para 5,5Mbps y 11Mbps, usa QPSK. El
estándar IEEE
802.11g-2003,
para
LANs
inalámbricas
de
alta
velocidad,
usa OFDM con subportadoras que son moduladas con BPSK para velocidades de 6 y 9Mbps, y QPSK para 12 y 18Mbps. La modulación BPSK es utilizada en estándares RFID como el ISO 14443, que se ha adoptado en pasaportes biométricos o tarjetas de crédito.
TIPO DE MODULACIONES DE PSK Las modulaciones PSK pueden divirse en dos grandes grupos: las modulaciones PSK convencionales, en las que la información se codifica en el valor del salto de fase, y las modulaciones PSK diferenciales, en las que el valor del salto de fase respecto al del salto anterior, es el que contiene la información. PSK CONVENCIONAL En el sistema PSK convencional es necesario tener una portadora en el receptor para sincronización, o usar un código autosincronizante. Esto supone tener un receptor más complejo.
B P S K ( B i n a r y P h a s e - Sh i f t K e y i n g )
BPSK = 2-PSK Consta de la modulación de desplazamiento de fase de 2 símbolos. También se la conoce como 2-PSK o PRK(Phase Reversal Keying). Es lo más sencilla de todas, 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. En cambio, su velocidad de transmisión es la más baja de las modulaciones de fase. La descripción matemática de una señal modulada BPSK es la siguiente: s(t ) = Am(t )cos(2πf ct ) ,donde m(t ) = 1 para el bit 1 y m(t ) = − 1 para el bit 0, A es la amplitud de la portadora y f c su frecuencia. Ancho de banda:
Velocidad de transmisión: La velocidad de transmisión de BPSK es baja, debido a que cada símbolo solo aporta un bit de información. Tasa de errores: La tasa de errores de BPSK es baja, debido a su máxima separación entre saltos de fase. Su tasa de bit erróneos con ruido blanco gaussiano y aditivo se puede calcular como:
o Diagrama del transmisor : Diagrama del receptor : Diagrama temporal de señal modulada:
QPSK(Quadratur e Phase-Shift Keyin g)
QPSK = 4-PSK Desplazamiento de fase de 4 símbolos, desplazados entre sí 90º. Normalmente se usan como valores de salto de fase 45º, 135º, 225º, y 315º. Cada símbolo aporta 2 bits. Suele dividirse el flujo de cada bit que forman los símbolos como I y Q.
El diagrama de constelación muestra 4 símbolos equiespaciados. La asignación de bits a cada símbolo suele hacerse mediante el código Gray, que consiste en que entre dos símbolos adyacentes los símbolos solo se diferencian en 1 bit. Esto se escoge así para minimizar la tasa de bits erróneos. La probabilidad de bit erróneo para QPSK es la misma que para BPSK:
La tasa de símbolos erróneos se puede calcular con la siguiente fórmula:
.
Diagrama de constelación para QPSK con código Gray.
8PSK
Desplazamiento de fase de 8 símbolos
16PSK
Desplazamiento de fase de 16 símbolos
OQPSK(Offset Quadrature PSK)
QPSK con datos I y Q desplazados temporalmente medio periodo de símbolo
SOQPSK(Shaped OQPSK)
La licencia libre en forma de compensar QPSK (SOQPSK) es interoperable con Feher patentados QPSK (FQPSK), en el sentido de que la integración-and-dump compensar QPSK detector produce el mismo resultado no importa que tipo de transmisor es usado [1] . These modulations carefully shape the I and Q waveforms such that they change very smoothly, and the signal stays constant-amplitude even during signal transitions. Estas modulaciones cuidadosamente la forma I y Q formas de onda de tal manera que el cambio muy suavemente, y la señal de amplitud se mantiene constante, incluso durante las transiciones de la señal. (Rather than traveling instantly from one symbol to another, or even linearly, it travels smoothly around the constant-amplitude circle from one symbol to the next). (En lugar de viajar instantáneamente de un símbolo a otro, o incluso de forma
lineal, se desplaza suavemente alrededor del círculo constante de amplitud de un símbolo a la siguiente). The standard description of SOQPSK-TG involves ternary symbols . La descripción estándar de SOQPSK-TG implica símbolos ternarios.
PSK diferencial Al contrario que las modulaciones PSK convencionales, no necesita recuperar la señal portadora para realizar la demodulación. Es diferencial puesto que la información no esta contenida en la fase absoluta, sino en las transiciones. La referencia de fase se toma del intervalo inmediato anterior, con lo que el detector decodifica la información digital basándose en diferencias relativas de fase. DBPSK
BPSK diferencial
DQPSK
QPSK diferencial
/4-D Q PS K
π
QPSK diferencial en la que los símbolos rotan π/4
/4-D Q PS K
π
QPSK diferencial en la que los símbolos rotan π/4
