1 1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA ( el concepto de
modulación) Modulación es un proceso en los
sistemas de telecomunicaciones utilizado para mezclar dos
señales; una de baja frecuencia (información) con
una de alta frecuencia (portadora=carrier) obteniendo una
señal modulada en la frecuencia de la portadora
posibilitando su optima transmisión a través del
espacio. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento
del canal de los canales de comunicación tanto guiados
como no guiados haciendo posible transmitir más
información en forma simultánea, además de
mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias.
Básicamente, la modulación consiste en hacer que un
parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo
con las variaciones de amplitud de la señal modulante, que
es la información que queremos transmitir.
2 1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA (por que es necesario
modular) 1) Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de
la señal original o moduladora (frecuencia base, no
será posible reconocer la información inteligente
contenida en dicha señal, debido a la interferencia entre
las señales transmitidas por diferentes usuarios. 2) A
altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la
transmisión, de acuerdo al medio que se emplee. 3) Se
aprovecha mejor el espectro electromagnético, ya que
permite la multiplexación por frecuencias. 4) En caso de
transmisión inalámbrica, las antenas tienen medidas
más razonables en altas frecuencias. En resumen, la
modulación permite aprovechar mejor el canal de
comunicación ya que posibilita transmitir más
información en forma simultánea por un mismo canal
y/o proteger la información de posibles interferencias y
ruidos.
3 1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA (bloques moduladores)
4 1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA (tipos de modulación)
Lineal AM De onda continua Angular PM Analógica FM PAM PWM
De pulsos PPM Modulación PCM ASK FSK Digital PSK, BPSK,
QPSK Mario-PSK QAM
1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA Modulación
AM-analógica En AM, se hace variar la amplitud de la
señal portadora en relación a las variaciones de
amplitud de señal modulante
1 TECNICAS DE MODUACION ANALOGICA (Modulación AM-matlab)
Sea : em(t)=Emsin(wmt) la señal modulante ec(t)=Ecsin(wct)
la señal portadora entonces e(t)=[ Ec+
Emsin(wmt)]sin(wct). =Ec [1+msin(wmt)]sin(wct), esta Es la
señalmodulada. Donde m=Em/Ec Es el indice de
modulación >>% AM DSB >> fc=400; >>
fm=25; >> m=0.5; >> t=0:0.001:1; >>
c=sin(2*pi*fc*t); >> M=sin(2*pi*fm*t); >>
y=(1+m*M).*c; >> subplot (2,1,1); plot (t,y); >>
ylabel ('amplitude'); >> xlabel ('time index'); Graficar
cada señal
1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA Modulación AM-simulink
Modular diversas señales
8 1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA Modulación FM
(analógica) En FM, se hace variar la FRECUENCIA de la
señal portadora en relación a las variaciones de
amplitud de la señal modulante
9 1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA Modulación FM-matlab
Sea : em(t)=Emsin(wmt) la señal modulante ec(t)=Ecsin(wct)
la señal portadora entonces e(t)= Ec sin(wct+(m
sin(wmt))), Es la señal modulada en FM. Donde m= es el
índice de modulación >> %GENERACION DE FM
>> fc= 400; >> fm=25; >> m=10; >>
t=0:0.0001:0.1; >> c=sin(2*pi*fc*t); >>
M=sin(2*pi*fm*t); >> subplot (3,1,1); plot (t,c); >>
xlabel ('time index'); ylabel ('amplitude'); title ('carrier
signal'); >> subplot (3,1,2); plot (t,M); >> xlabel
('time index'); ylabel ('amplitude'); title ('modulating
signal'); >> y=sin(2*pi*fc*t+(m.*sin(2*pi*fm*t))); >>
subplot (3,1,3); plot (t,y); >> xlabel ('time index');
ylabel ('amplitude'); title ('frequency modulated signal');
1 TECNICAS DE MODULACION ANALOGICA (am, fm y pm) fs=10000;
ts=1/fs; t=0:ts:0.1-ts; fc=250; x = cos(2*pi*25*t); yam =
modulate(x,fc,fs,'amdsb-tc'); yfm = modulate(x,fc,fs,'fm'); ypm =
modulate(x,fc,fs,'pm'); figure;
subplot(4,2,2);plot(t,x);title('Mensaje');
subplot(4,2,4);plot(t,yam);ylabel('AM');
subplot(4,2,6);plot(t,yfm);ylabel('FM');
subplot(4,2,8);plot(t,ypm);ylabel('PM');
11 2 TIPOS DE MODULACION DIGITAL ASK: AMPLITUD SHIFT KEYING:
Modulación por corrimiento de amplitud FSK: FREQUENCY
SHIFT KEYING: Modulación por corrimiento de frecuencia
PSK: PHASE SHIFT KEYING: Modulación por corrimiento de
fase.
12 2 CONVERSION ANALOGICO DGITAL (Técnicas de muestreo en
matlab) Una señal analógica, si es de banda
limitada debe muestrearse al menos al doble de su frecuencia
máxima, esto es fs= 2fmax, Ts = 1/fs = 1/2fmax Una
señal s(t), multiplicada por el peine de Dirac, da una
señal muestreada s*(t). %primero se genera el peine de
Dirac T = 1; t = -10:0.1:10; fun=sin(t); pdirac=0.0; for
n=min(t): max(t) pdirac=pdirac+100*sinc(100*(t-T*n)); end subplot
(3,1,1); plot (t,fun); subplot (3,1,2); plot (t,pdirac); %luego
se generan las muestras mult=fun.*(pdirac); subplot (3,1,3); plot
(t,mult);
4 CODIGOS DE LINEA (definición) Unipolar, usa un
único valor de nivel, que generalmente representa el
‘1’ y el ‘0’ mantiene la señal a
0. Polar, usa dos niveles de amplitud. Hay varias codificaciones:
NRZ, RZ, bifásica, pseudoternaria, manchester y manchester
diferencial. Bipolar, usa 3 niveles: positivo, cero y negativo.
Tipos: Bipolar con Inversión de marca alternada (AMI),
Bipolar con sustitución de 8 ceros (B8ZS) y Bipolar 3 de
alta densidad (HDB3).
4 CODIGOS DE LINEA (definición) In the figure above,
binary source and base-band modulation constitute the transmitter
that modifies the base-band signal for efficient transmission.
Channel is a medium such as a wire, coaxial cable, a waveguide,
an optical fiber, or a radio link – through which the
transmitter output is sent. No medium is ever free of noise or
distortion. Therefore white Gaussian noise is added to the
transmitted signal, and the channel has different spectral
properties or non-flat transfer functions that introduce phase
and magnitude distortions..
15 4 CODIGOS DE LINEA La transmisión de datos en forma
digital implica una cierta codificación. A la forma de
transmisión donde no se usa una portadora se la conoce
como transmisión en banda base.Los códigos de
línea son usados para este tipo de transmisión.
Existen varios tipos de códigos, entre ellos Unipolar NRZ,
Polar NRZ, Unipolar RZ, Bipolar RZ (AMI), Manchester, B8ZS, HDB3
Algunas de las características deseables de los
códigos de línea son:Auto
sincronización:Capacidad de detección de
errores:Densidad espectral de potencia:Ancho de banda:.
16 4 CODIGOS DE LINEA (codificación en MATLAB)
4 CODIGOS DE LINEA (B8ZS)
4 CODIGOS DE LINEA (HDB3)
4 CODIGOS DE LINEA (Resumen)
20 5 TRANSMISION DIGITAL DE DATOS (detección de errores:
paridad) Son mecanismos que sirven para guardar la integridad de
los datos en una transmisión
21 5 TRANSMISION DIGITAL DE DATOS (detección de errores:
paridad) n=7;% # of bits b=round(rand(1,n));% creates random
binary code a=rem(sum(b),2)==1;% checking for parity b(n+1)=a %
adds parity check bit to the codeword EJEMPLOS: Pp: ___1010101
______1110010 ______1111101 ______ 000011 EJEMPLOS: Pi:
___1110101 ______ 1110110 ______1001001 ______ 0110011
22 5 TRANSMISION DIGITAL DE DATOS (detección de CRC)
Intentando mejorar los códigos que sólo controlan
la paridad de bit, aparecen los códigos cíclicos.
Estos U utilizan la aritmética modular para detectar una
mayor cantidad de errores, se usan operaciones en módulo 2
y las sumas y restas se realizan sin acarreo
(convirtiéndose en operaciones de tipo Or-Exclusivo o
XOR). Además, para facilitar los cálculos se
trabaja, aunque sólo teóricamente, con
polinomios.
23 5 TRANSMISION DIGITAL DE DATOS (CRC) Uno de los códigos
para la detección de errores más comunes y
más potentes son los de comprobación de redundancia
cíclica (CRC), que son funcionan de la siguiente forma: se
tiene, por ejemplo, un bloque de datos o un mensaje de k-bits, el
transmisor genera una secuencia de n-bits, a la cual se le llama
secuencia de comprobación de la trama (FCS, Frame Check
Sequence), así que la trama resultante, con n + k bits,
debe ser divisible por algún numero anteriormente
predeterminado; posteriormente, cuando el receptor reciba la
trama, la dividirá por el número, y si al hacer la
división no se encuentran residuos, quiere decir que la
trama no tiene errores, de lo contrario existen errores.
24 5 CODIGO HAMMING Publicado en 1950 por Richard Hamming. Se
puede detectar error en un bit y corregirlo. Para errores en dos
bits se utiliza Hamming extendido (pero no corrige). Se utiliza
para reparar errores en la trasmisión de datos, donde
puede haber perdidas. Agrega 1 bit adicional de
comprobación por cada cuatro bits de datos del mensaje.
Bits de paridad: Bits cuya posición es potencia de 2
(1,2,4,8,16,32,64,…) Bits de datos: Bits del resto de
posiciones (3,5,6,7,9,10,11,12,13,14,15,17…)
25 5 CODIGO HAMMING (algoritmo) COMO TRABAJA HAMMING
26 5 MODULACION POR PULSOS Modulación por amplitud de
pulsos (PAM). • Modulación por duración o
anchura de pulsos (PWM o PDM). • Modulación por
posición de pulsos (PPM). • Modulación por
codificación de pulsos (PCM) P A M
27 5 MODULACION POR PULSOS (PWM) En la modulación de ancho
de pulso PWM (Pulse Width Modulation), los pulsos de amplitud
constante varían su duración (ancho del ciclo
útil) proporcionalmente a los valores de f(t) (la
información) en los instantes de muestreo.
28 5 MODULACION POR PULSOS (PPM) Consiste en desplazar los pulsos
desde una posición de referencia hasta otra, en
función del valor de la señal f(t).