0.4 5. modulaciones binarias: teoría y simulación en labview

Modulación binaria: teoría y simulación en labview

González C. Y. Venuska

Mezoa R. Mariangela

Resumen

En este módulo se podrán analizar con profundidad los tipos de modulación binaria más importantes: OOK, PSK, FSK, MSK y GMSK para los sistemas de comunicación digital. Se desarrollarán sus parámetros más relevantes como lo son la potencia, el Ancho de Banda, su constelación y su representación en los dominios de la frecuencia y el tiempo.

Como ya mencionamos al principio de este curso, el término modular implica modificar ciertos parámetros de una onda portadora en función de otra señal llamada onda moduladora, que es la que contiene información, para que sea transmitida por el canal de nuestro sistema de Comunicación Digital.

De acuerdo con la naturaleza de la señal portadora, los métodos de modulación –a modo general- se pueden clasificar de dos tipos:

• Modulación por onda continua.
• Modulación por pulsos.

En este módulo trabajaremos con la Modulación por Onda Continua, dado que se da una onda portadora sinusoidal a la que se le puede modificar su amplitud, su frecuencia o su fase en función de la señal moduladora; como estamos trabajando con un sistema digital, el mensaje que se desea transmitir viene en formato binario.

Entre los métodos de modulación binaria más importantes tenemos:

• Modulación Digital de Amplitud/Modulación por cambio de amplitudes. (ASK)
• Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK)
• Modulación por Cambio de Fase (PSK)
• Modulación por Desplazamiento Mínimo de Frecuencia (MSK)
• Modulación por Desplazamiento Mínimo de Frecuencia Gaussiano (GMSK)

1. amplitude shift keying (ask)

La técnica de modulación digital más simple es la modulación digital de amplitud, ya que el parámetro que se varía de la portadora es la amplitud. Como el mensaje es binario, entonces la amplitud de la sinusoide varía entre dos valores posibles. Un caso especial de esta modulación es cuando uno de los dos valores posibles es cero, por lo que la modulación toma el nombre de OOK (On-Off Keying): Aquí la portadora se considera encendida (Valor de Amplitud V para el bit 1) o apagada (supresión de la portadora para el bit 0). Se tiene entonces:

Una ecuación que define este tipo de modulación digital es:

Donde:

Xask(t) = Señal modulada.

b(t) = señal binaria moduladora (volts). Puede tomar dos valores: +1 cuando el bit enviado es 1 , y -1 cuando el bit enviado es 0.

V = Amplitud de la señal portadora (volts)

Wc = Frecuencia de la señal portadora (radianes por segundo)

Entonces tenemos que si b(t) = 1:

Pero, si b(t) = -1:

$X_{\text{ask}}(t)=0$

Para hallar el espectro de la señal modulada OOK es necesario hacerle la transformada de Fourier a la función de autocorrelación.