Disminucin del ancho de banda espectral con tcnicas

Disminución del ancho de banda espectral con técnicas multinivel Pedro E. Danizio Ing. en Electrónica Especialista en Docencia Universitaria Ing. Especialista en Telecomunicaciones Telefónicas Master en Ciencias de la Ingeniería Profesor Titular Teleinformática (FRC de la UTN) Teoría de las Comunicaciones (FCEF y N de la UNC)

Como determinamos el ancho de banda de la señal digital n n Por el teorema del muestreo se ve claramente que son necesarias dos muestras como mínimo para transmitir un Hz de banda base. n También es muy claro que mientras mayor sea la cantidad de muestras más fácilmente es posible recuperarlas. n De tal manera que para determinar el ancho de una señal muestreada, en un canal ideal, simplemente se divide por dos la cantidad de muestras. n Mientras mayor sea la cantidad de muestras crece el ancho de banda de esa señal. Es decir que dos muestras ocupan un Hz de ancho de banda. Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Analizando el ancho de banda de la señal digital Frecuencia 1 KHz 1 KHz Frecuencia de muestreo Kmu/seg 2 4 6 8 10 Ancho de banda 1 KHz 2 KHz 3 KHz 4 KHz 5 KHz de la señal Esp. Ing. Pedro E. Danizio

El ancho de banda base en un canal no ideal queda afectado por el coeficiente de roll-off Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Crece el ancho de banda n 1 KHz muestreado a 8 Kmu/seg y codificados con 8 bits/muestra, se transforma en una señal digital de 64 Kbits/seg y ocupa un ancho de banda base de 32 KHz en canal ideal, si consideramos un canal no ideal con un roll-off del 30 %, el ancho banda crece a 41, 6 KHz n Modulado en ASK o en PSK ocupa el doble 64 KHz para el ideal y 83, 2 KHz si el canal es real. n En FSK el ancho de banda es aún mayor. Esp. Ing. Pedro E. Danizio

n Las señales digitales tienen un ancho de banda muy grande que se incrementa al modularlas n ¿Cuál es la razón de continuar su aplicación? Esp. Ing. Pedro E. Danizio

a) Son regenerables en presencia de ruido. a) Existen técnicas de modulación que achican el ancho de banda. Esp. Ing. Pedro E. Danizio

ASK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Diagrama para ASK 0 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 1

Ancho de banda en ASK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

PSK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Diagrama PSK 0 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 1

Ancho de banda PSK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

FSK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Ancho de banda FSK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Agrupamos bits en nuevos niveles. n Por ejemplo asignamos un nivel de tensión para cada dos bits. n Esto implica que nacen cuatro niveles n Esp. Ing. Pedro E. Danizio

4 ASK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Constelación 4 ASK 00 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 01 10 11

Se disminuye la velocidad en bits ya que cada dos bits se utiliza un símbolo o palabra de modulación. n Para este caso son 8 bits /seg que se representan con cuatro palabras, de donde el ancho de banda se reduce a la mitad n Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Los Baudios n La agrupación de bits en nuevos símbolos genera el concepto de velocidad de modulación, cuya unidad de medida es el Baudio. n En función de la cantidad de bits que se agrupan, disminuye la velocidad en Baudios tal que si N es el número de niveles de cuantificación, la nueva velocidad se expresa: Esp. Ing. Pedro E. Danizio

El ancho de banda en NASK n Para lo cual, se tratará de agrupar mayor cantidad de bits, en palabras, lo cual achicará el ancho de banda. La expresión se puede sintetizar para N niveles de agrupación, de la siguiente manera Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Agrupando niveles en fases n El límite de agrupación para amplitudes es de 4 niveles, para lo cual se sigue agrupando pero con fases, lo que da origen a las técnicas de multifase, denominadas NPSK Esp. Ing. Pedro E. Danizio

4 PSK 10 11 00 01 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 00 11 10 01

QPSK 01 11 00 00 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 10 11 10 01

8 PSK 010 110 011 101 110 011 001 Disminuye el ancho de banda tres veces 000 111 100 101 000 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 100

Combinando amplitudes y fases n El límite para combinar fases es de 16. n De donde para seguir teniendo niveles se agrupan simultáneamente fases y amplitudes y nacen las técnicas NQAM Esp. Ing. Pedro E. Danizio

8 QAM Esp. Ing. Pedro E. Danizio

Secuencia en 8 QAM Esp. Ing. Pedro E. Danizio

16 QAM Disminuye el ancho de banda en cuatro veces Esp. Ing. Pedro E. Danizio

32 QAM Disminuye el ancho de banda 5 veces Esp. Ing. Pedro E. Danizio

MSK 01 Esp. Ing. Pedro E. Danizio 10 11 00

Conclusiones n n n Las señales digitales son regenerables en presencia de ruido. Ocupan un gran ancho de banda. Con las ayuda de las técnicas multinivel se disminuye el ancho de banda espectral.

Muchas Gracias