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Modulaciones Digitales

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ask
- modulación ask es una forma en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora en función de los datos a enviar. Normalmente el modulador transmite la portadora cuando el bit de datos es “1” y la suprime completamente cuando el bit es “0”. Existen también formas de ASK denominadas “multinivel”, en las cuales la amplitud de la señal modulada toma más de dos valores.
  - Principales facotres
    - • Requiere circuitos poco complejos.
      - • Muy sensibles a las interferencias (probabilidad de error elevada).
        • Siendo Fb la velocidad de transmisión de los bits, el espectro mínimo Bw de la señal modulada resulta mayor que Fb.
        • La eficiencia de transmisión, definida como la relación entre Fb y Bw resulta menor que 1.
  - Señal ask
    - 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. El modulador es un simple multiplicador de los datos binarios por la portadora. A
      - Beneficios
        La fuerza de la señal portadora varia para representar valores binarios (1 o O).
        Frecuencia y fase permanecen constar mientras la amplitud cambia.
        La amplitud pico de la señal durante la duración de cada bit es constante y su valor depende del estado del bit (1 o O).
      - Inconvenientes
        La velocidad de transmisión usando ASK está limitada por las características físicas del medio de transmisión.
        La transmisión ASK es altamente susceptible a la interferencia del ruido. Es quizás el método más afectado por el ruido.
  - Demodulador
    - Un circuito de umbral, en caso de datos asíncronos que no se retemporizan
    - Un filtro pasa bajo.
    - Consta de unn detector de envolvente de onda completa.
fsk
- 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 1 representa un “1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio".
  - onda de una señal modulada en FSK.
    - Cuando se quiere transmitir un 1 binario se deja pasar la sinusoidal de mayor frecuencia, cuando se quiere transmitir un 0 (cero) binario, se deja pasar la sinusoidal de frecuencia menor.
    - - Aplicaciones
        En la actualidad si bien no es usada con exclusividad en los sistemas de transmisión de datos, se continua empleando en radiocomunicaciones (en estaciones de radiodifusión pública).
  - Coherente
    - no coherente
      - aquí la fase no se mantiene al momento de asignar la frecuencia. las frecuencias son generadas por diferentes fuentes.
    - esta se refiere a cuando en el instante de asignar la frecuencia se mantiene la fase de la señal
  - Banda ancha
    - Ventaja
      - Con esta condición se aumenta la protección contra el ruido y las interferencias, obteniendo un comportamiento más eficiente respecto a ASK, puesto que en este caso la pequeña modulación de amplitud mencionada en el caso de FSK de banda angosta, se hace despreciable.
    - Desventaja
      - La desventaja es que es necesario un mayor ancho de banda, debido a la mayor cantidad de bandas laterales
msk
- .Es un tipo especial de modulación por desplazamiento de frecuencia, con la diferencia de que la diferencia de frecuencia de espacio y la frecuencia de marca es igual a fb/2
  - Frecuencia
    - Un índice de modulación de 0.5 se corresponde con el mínimo espacio en frecuencia que permite que dos señales FSK sean ortogonales coherentes, y el nombre MSK significa la mínima separación en frecuencia que permite una detección ortogonal.
      - Beneficios
        MSK tiene amplitud constante
        La continuidad de fase en los periodos de transición de bits se asegura escogiendo la frecuencia de la portadora como un múltiplo entero de un cuarto del bit rate
        Es más inmune al ruido, ya que la mayoría se basan en la amplitud del ruido, y tiene capacidad de auto-sincronización.
        La fase de la señal MSK varía linealmente durante el transcurso de cada período de bit.
      - Inconvenientes
        Se producen varias bandas laterales indeseadas, que ensanchan el espectro de la señal. Si se utiliza MSK filtrada con filtros pasa banda, para eliminar las bandas laterales indeseadas, la fase de la portadora no varía exactamente en 90º y la amplitud no se mantiene constante
  - Propiedades
    - Envolvente constante
    - Eficiencia espectral
    - Buena respuesta ante los errores de bits
    - Capacidad de auto sincronización.
  - Diagrama de bloque de modulacion y demodulacion
    - Modulacion
    - Demodulacion
cpfsk
- La CPFSK (modulación por desplazamiento de frecuencia de fase continua) es un método de modulación digital. Consiste en variar la frecuencia de la portadora de acuerdo a los datos. Si la fase de la señal FSK es continua, es decir entre un bit y el siguiente la fase de la sinusoide no presenta discontinuidades, a la modulación se le da el nombre de CPFSK (Continuous Phase FSK).
  - La modulación de fase continua se produce filtrando la señal digital antes de alcanzar al modulador FSK. Cuando el filtro cumple ciertas condiciones se tiene la modulación MSK (Transmisión de desplazamiento mínimo) que es una forma de transmitir desplazando la frecuencia de fase continua (CPFSK)
    - La modulación CPFSK de forma resumida consiste en ingresar una señal PAM banda base a un modulador FM, y como resultado se obtiene una modulación CPFSK
      - Ventajas
        Las señales CPFSK tienen memoria, puesto que se exige una continuidad en la fase de los intervalos adyacentes. En las modulaciones con memoria, la asignación de un símbolo a una señal depende del símbolo actual y de los anteriores. El transmisor y el receptor serán más complejos, pero la ventaja es que se reduce el ancho de banda que se va a transmitir por el canal.
      - Desventajas
        La figura muestra una forma de onda FSK de fase continua. Se observa que cuando cambia la frecuencia de salida hay una transición uniforme y continua. En consecuencia no hay discontinuidades de fase. La CPFSK tiene mejor eficiencia de errores de bits que la FSK binaria convencional, para determinada relación señal a ruido. La desventaja de la CPFSK es que requiere circuitos de sincronización y por consiguiente, su implementación es más costosa.
  - Inicialmente se realiza una operación XNOR entre el bit actual de la señal digital de información f(t) y el bit transmitido con anterioridad, la salida de esta operación entra en un modulador PSK. Siempre que a la salida de la XNOR aparezca un 1 lógico, el modulador producirá una salida analógica de -cos(ωct), esto es que la salida de la XNOR va a cambiar de valor cada vez que aparezca un 0 lógico en la entrada del modulador, y por consiguiente producirá un cambio de fase en la señal de salida analógica del modulador.
ofdm
- esta modulación la cual consiste en enviar la información modulando en QAM o en PSK un conjunto de portadoras de diferente frecuencia.consiste en enviar un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias, donde cada una transporta información, la cual es modulada en QAM o en PSK.
  - Propiedades OFDM
    - Realizan un uso eficiente del espectro
    - Al dividir el canal en subcanales de banda estrecha, el sistema se hace más robusto ante caídas selectivas en frecuencia
    - Eliminan el efecto de la ICI e ISI gracias a la inserción del CP o del ZP
    - Usando una determinada codificación de canal y entrelazado el sistema puede responder ante pérdidas de datos durante la transmisión
    - La ecualización es más sencilla que en los sistemas de portadora única
    - Es computacionalmente eficiente debido al uso de la FFT.
  - Dominio de frecuenciencia
    - OFDM es muy similar a FDM pero mucho más eficiente espectralmente, Mientras que FDM debe dejar una banda de guarda entre canales, OFDM por su parte trata de acercar los canales lo más posible hasta superponerlos. Esto se logra escogiendo frecuencias que sean ortogonales, lo cual significa que son perpendiculares en el sentido matemático; permitiendo que sus espectros se superpongan sin interferir.
      - Beneficios
        Robustez ante los multitrauectos
        Reduccion de la interferencia intersimbolica
        Alta eficiencia espectral implementacion facil atravez del uso FTT E IFFT
      - Contradicciones
        Alto peak to average power ratio
        Muy sencillos en cambios de la fecuencia de las subportadoras