UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SECCIÓNDE COMUNICACIONES LABORATORIO DE Sistemas de Comunicaciones PRACTICA Nro. 7 Técnicas de Modulación Digital M-Arias 4-PSK y QAM Módulo MCM31/EV SOPORTE TEORICO Vigencia: Marzo de 2009. 1 2 . Cualquier otro uso deberá considerarse impropio y por consiguiente peligroso. b) Este módulo deberá destinarse sólo para el uso para el cual ha sido manifiestamente concebido. denominada 4-PSK o Quadrature PSK (QPSK). observar las siguientes normas de seguridad en forma permanente: a) Antes de proporcionar la tensión de alimentación de ±12V al módulo. Es importante además. NOCIONES TEÓRICAS Modulación PSK de 4 fases En esta modulación.1 se muestra un ejemplo de correspondencia entre Dibit y fase. verificar que los cables de alimentación estén conectados correctamente a la fuente de alimentación. S1S2 o S1S3 (o interruptores S) • Módulo de experimentación MCM31 • Osciloscopio. por una duración equivalente a 2 intervalos de bit. Vigencia: Marzo de 2009. es decir. comprenderla y asistir al pre-laboratorio.NOTA AL ESTUDIANTE: Antes de realizar la practica usted debe leerla. En la Figura981. Material • Unidad de alimentación PSU o PSl. separados 90° y determinados por las combinaciones de pares de bit (Dibit) de la señal de datos binaria. • Realizar una conexión en 8-QAM. como equipo didáctico. PARTE I: LECCIÓN 983: MODULACIÓN QAM Objetivos • Describir la modulación QAM y la demodulación QAM. • Analizar el efecto del ruido en la conexión. y deberá utilizarse bajo el directo control por parte de personal experto. la portadora sinusoidal toma cuatro valores de fase. con Caja de soporte de los módulos • Unidad de control individual S1S1. Los datos se codifican en Dibit mediante un circuito que genera: • una señal de datos I (Inyhase) constituida por niveles de tensión correspondientes al valor del primer bit del par considerado. por una duración equivalente a 2 intervalos de bit.Ф90 Se obtienen las 4 fases para la señal QPSK. definido como velocidad de modulación o velocidad de símbolo. Modulador 4-PSK Las 4 fases de la portadora sinusoidal pueden obtenerse a través de la suma de 2 sinusoides que tienen la misma frecuencia y están desfasadas de 90°.2. desfasadas de 90°. cuya fase puede asumir cuatro valores diferentes separados de 90° uno del otro. Cada modulador proporcionará la sinusoide directa cuando la señal de datos se pone a nivel bajo (bit "O") Y la sinusoide invertida (desfasada de 180°) cuando el bit es "1". t) Sumando respectivamente Ф0 y Ф90 directas o invertidas: Ф0+ Ф90 -Ф0 + Ф90 Ф0. El diagrama de bloques del modulador utilizado en el módulo se muestra en la Figura981. definida como relación entre Fb e Bw. La suma de las dos genera la señal PSK con las 4 posibles fases. denominada Fb la velocidad de transmisión de los bits. Sumando las dos salidas se obtiene una señal sinusoidal de 1200 Hz. 3 .Ф0. Aspectos principales Los principales factores que caracterizan la QPSK son: • aplicaciones en los módems para transmisión de datos (ITU-T V22N26.• una señal de datos Q (in_Quadrature) constituida por niveles de tensión correspondientes al valor del segundo bit del par. t) • Ф90 = cos(Wc. probabilidad de error inferior a FSK pero superior a 2-PSK. los cuales proporcionan las señales moduladas PSKI y PSKQ. resulta igual a 2 • el Baudio o Baud rate. se aplican por separado a dos moduladores balanceados. Vigencia: Marzo de 2009. Podemos denominar las sinusoides respectivamente Ф0 y Ф90: • Ф0 = sen(Wc. es igual a Fb/2. Los datos (señales 1y Q) llegan a los dos moduladores del generador de Dibit.Ф90 . BELL 201) Yen la transmisión de radio digital • requiere circuitos de elevada complejidad. El modulador se realiza con dos multiplicadores utilizados como moduladores 2-PSK. el espectro mínimo Bw de la señal modulada resulta igual a Fbl2 • la eficiencia de transmisión. Dos portadoras sinusoidales de 1200 Hz. 4 . la fase de la portadora sinusoidal varía de 0°. Vigencia: Marzo de 2009. junto a un ejemplo. antes de entrar en el modulador los datos son codificados de manera de generar dos señales "diferenciales". El modulador es el mismo utilizado para la 4-PSK absoluta. La correspondencia (una entre las utilizadas) entre Dibit y saltos de fase se muestra en la Figura981.3. sin embargo. 180°. 90°.2 Modulador 4-PSK montado en el módulo Modulación 4-PSK diferencial En la modulación PSK diferencial de 4 fases.Figura981. 270° en función del par de bit (Dibit) de datos.1 Modulación 4-PSK Figura981. BELL 208) y en la transmisión de radio digital • requiere circuitos de elevada complejidad • probabilidad de error superior a la 4PSK • denominada Fb la velocidad de transmisión de los bits. Vigencia: Marzo de 2009. Éstas tienen en cuenta las variaciones de los pares de bit con respecto a los pares inmediatamente anteriores.3 Modulación 4-PSK diferencial Modulación PSK de N-Fases 8-PSK La portadora sinusoidal toma 8 valores de fase. el espectro mínimo Bw de la señal modulada resulta igual a Fb /3 • la eficiencia de transmisión. La Figura981. definida como relación entre Fb y Bw. separados de 45° y determinados por las combinaciones de grupos de 3 bits (Tribit) de la señal de datos binaria. para gobernar correctamente el signo de Ф0 y Ф90 y por consiguiente obtener los saltos de fase de la portadora indicados en la tabla que se muestra en la Figura981.3. Los principales factores que caracterizan la 8-PSK son: • aplicaciones en los módems para transmisión de datos (ITU-T V27. Figura981.que podemos denominar ID y QD. definido como velocidad de modulación o velocidad de símbolo. es igual a Fb /3. resulta igual a 3 • el Baudio o Baud rate. 5 .4 muestra un ejemplo de correspondencia entre Tribit y fase. es igual a Fb/4. En la 16-QAM los datos se dividen en grupos de 4 bits (Cuadrivio). 6 16-QAM Vigencia: Marzo de 2009.1). Figura 981.5° y determinados por las combinaciones de grupos de 4 bits (Cuadrivio) de la señal de datos binaria. el espectro mínimo Bw de la señal modulada resulta igual a Fb/4 • la eficiencia de transmisión. La Figura981. . separados de 22.4 Diagrama de constelación de señales 8-PSK y 16-PSK Quadrature Amplitude Modulation (QAM) o Modulación de Amplitud en Cuadratura (MAQ) La QAM es una forma de modulación digital cuya información está contenida tanto en la fase como en la amplitud de la portadora transmitida. uno de los cuales varía la amplitud de la portadora y los otros dos la fase.4 muestra un ejemplo de correspondencia entre Cuadrivio y fase. resulta igual a 4 • el Baudio o Baud rate. 8-QAM En la 8-QAM los datos se dividen en grupos de 3 bits (Tribit). la cual por tal razón puede tomar 16 estados diferentes (Figura983. Las 16 posibles combinaciones varían la amplitud y la) fase de la portadora.16-PSK La portadora sinusoidal toma 16 valores de fase. definida como relación entre Fb y Bw. por un total de 8 estados diferentes (Figura983J). Los principales factores que caracterizan la 16-PSK son: • aplicaciones en la transmisión de radio digital • requiere circuitos de elevada complejidad • probabilidad de error superior a la 8-PSK • denominada Fb la velocidad de transmisión de los bits. definido como velocidad de modulación o velocidad de símbolo. La señal modulada puede así tomar 4 diferentes fases y 2 diferentes amplitudes. el espectro mínimo Bw de la señal modulada resulta igual a Fb/n • la eficiencia de transmisión. es igual a Fb/n. definido como velocidad de modulación o velocidad de símbolo.n-QAM En el estado actual se llega a una división de los datos en grupos de 9 bits. Aspectos principales Los principales factores que caracterizan la QAM son: • aplicaciones en los módems para transmisión de datos de alta velocidad (1TU-T V22bis. BELL 209) y en la transmisión de radio digital • requiere circuitos de elevada complejidad • probabilidad de error superior a la PSK • denominada Fb la velocidad de transmisión de los bits y "n" el número de bits considerados para la modulación.1 Diagrama de constelación de señales 8-QAM y 16-QAM Vigencia: Marzo de 2009. resulta igual a "n" • el Baudio o Baud rate. V34bis. V29. V33. obteniendo constelaciones con 512 puntos de modulación. 7 . V32. Figura 983. V32bis. definida como relación entre Fb y Bw. V34. como en el caso de la 4-PSK. se demedia mediante un atenuador de salida. 8 . Vigencia: Marzo de 2009.2 Diagrama funcional del modulador 8-QAM Figura 983. mientras que el diagrama de bloques del modulador montado en el módulo se muestra en la figura. cada "intervalo de modulación" dependerá del estado de 3 bits de datos ("1". es 1200 Hz. La señal 8-QAM puede verse como una señal 4-PSK cuya amplitud puede tomar dos valores diferentes.2."Q". de esta forma.Figura 983.3 Modulador 8-QAM montado en el módulo Modulador 8-QAM El diagrama funcional de un modulador 8-QAM se muestra en la Figura983.983. que se activa cuando el bit "C" es "1". En el ejemplo realizado en el módulo la amplitud de la señal 4-PSK.3. generada como expuesto en la lección 981. "C"): los primeros dos ("1"y "Q") determinarán la fase de la señal de salida y el tercero ("C") la amplitud. La portadora. Si el nivel es el más elevado se obtiene el valor "1". • Un circuito que discrimina la amplitud de la señal "I". El diagrama de bloques del demodulador 8-QAM se muestra en la Figura983. Las señales "1". El demodulador "c" detecta cuál de los dos niveles está presente en la señal de llegada. 9 .5 destaca las secciones del módulo utilizadas para ello. "Q" y "C" se suministran en las salidas TP31. Dicha amplitud puede tomar dos valores positivos y dos negativos.Demodulador 8-QAM El demodulador 8-QAM montado en el módulo utiliza el demodulador 4-PSK para detectar las señales "1" y "Q". Figura 983. mientras que la Figura983. en función del valor de la señal "c" en transmisión. TP35 y TP39.4. El demodulador comprende los siguientes circuitos: • el regenerador de las portadoras a 0° y 90° (el mismo del demodulador 4-PSK) • dos demoduladores 2-PSK (indicados en el diagrama como I-DEM y Q-DEM) • dos filtros de paso-baja.4 Diagrama de bloques del demodulador 8-QAM Vigencia: Marzo de 2009. mientras que la señal "c" se obtiene detectando la amplitud de los valores positivos de la señal "1". lo cual permite obtener la señal "c" • un circuito de extracción del reloj de los datos y tres circuitos de retemporización de los datos. mientras que si el nivel es el más bajo se obtiene el valor "O". • Analizar el diagrama de constelación. 10 .Figura 983. con modulación absoluta y diferencial. • Analizar las formas de onda del demodulador. NOCIONES TEÓRICAS Demodulación 4-PSK La demodulación de una señal 4-PSK se lleva a cabo a través de dos demoduladores de producto.5 Demodulador 8-QAM montado en el módulo Parte III LECCIÓN MODULACIÓN 4-PSK (Segunda Parte) Objetivos • Realizar una conexión en 4-PSK. Las portadoras se extraen de la señal 4PSK. tal como se expuso en el apartado 982. SIS2 o SIS3 (o interruptores S) • Módulo de experimentación MCM31 • Osciloscopio.1. • Observar el efecto del ruido en la conexión. Material • Unidad de alimentación PSU o PS1 con Caja de soporte de los módulos • Unidad de control individual SIS1. a los cuales llegan la señal 4-PSK y dos portadoras diferentes con la misma frecuencia que la utilizada en transmisión y desfasadas de 90°. Vigencia: Marzo de 2009.2. En el ejemplo se supone tener una señal instantánea 4-PSK obtenida de la suma de las sinusoides -Ф0 [-sen (Wc.1 Demodulación 4PSK Figura982. Figura982. generada de un par de bit "Q=l" e "I=0".La Figura982. 11 . t)].1 muestra un diagrama de bloques del demodulador 4PSK. con las relaciones matemáticas que explican con un ejemplo cómo se lleva a cabo el proceso de demodulación.3 Diagrama de bloques del demodulador 4 -PSK Vigencia: Marzo de 2009. t)] y + Ф90 [cos (Wc. Figura982. 12 .4 Demodulador 4 -PSK montado en el módulo Vigencia: Marzo de 2009.
Report "Practica 7 Mod Digital 4psk y Qam Ver 2009 Teoria"