Curso: Telecomunicaciones II

Tema: Tipos De Modulacin PAM; PPM; PDM; PCM.

Integrantes:

Ayquipa Bautista Gustavo. Roque Flores Nazaria Paola. Quispe Fernandez Juan Deyvis. Valdivia Juarez Omar Jourdan.

MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS (PAM)

Es la forma de modulacin digital que consiste en cambiar laamplitudde unaseal, de frecuencia fija, en funcin delsmboloa transmitir.Cabe recalcar que la seal no necesariamente es de dos niveles, sino que el nivel de la seal puede tener cualquier valor real, si bien la seal es discreta, en el sentido de que se presenta a intervalos definidos detiempo, con amplitudes,frecuencias, o anchos de pulso variables.

MUESTREOEl proceso demuestreoes comn a todos los sistemas de modulacin de pulsos y por lo general, su descripcin se hace en el dominio del tiempo. Mediante el muestreo, una seal analgica continua en eltiempo, se convierte en una secuencia de muestras discretas de la seal, a intervalos regulares.

Definicin de Modulacin por Amplitud de Pulsos (PAM)Este tipo demodulacines la consecuencia inmediata del muestreo de unaseal analgica. Si una seal analgica, por ejemplo de voz, se muestrea a intervalos regulares, en lugar de tener una serie de valores continuos, se tendrn valores discretos a intervalos especficos, determinados por la, que debe ser como mnimo del doble de la frecuencia mxima de la seal muestreada. En la modulacin de pulsos, lo que se vara es alguno de los parmetros de un tren de pulsos uniformes, bien sea su amplitud, duracin o posicin. En este tipo de modulacin se distinguen dos clases: modulacin analgica de pulsos, en que lainformacinse transmite bsicamente en forma analgica, pero la transmisin tiene lugar a intervalos discretos de tiempo y modulacin digital de pulsos en que la seal de informacin es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo laTransmisin de datoscomo una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo de transmisin no tiene contraparte en los sistemas deonda continua. En la modulacin digital, la seal deinformacines un flujo binario compuesto por seales binarias, es decir cuyos niveles devoltajeslo son dos y corresponden a ceros y unos. La seal de muestreo es en general una sucesin de pulsos unipolares, cuyas amplitudes son proporcionales a los valores muestra instantneos del mensaje de datos.

Caractersticas de la Modulacin por amplitud de pulsos (PAM).En funcin del nmero de smbolos o amplitudes posibles se llama a la modulacin N-PAM. As podemos tener 2PAM, 4PAM, 260PAM. Este tipo de modulacin recoge informacin anloga, la muestra, y genera una serie de pulsos basados en los resultados de la prueba, de la correcta eleccin de los puntos de la constelacin (amplitudes) depende la inmunidad a ruido (distancia entre puntos) o laenergapor bit (distancia al origen). En la Modulacin por amplitud de pulsos (PAM), la seal original se muestra a intervalos iguales, sta usa una tcnica llamada probada y tomada, donde en un momento dado el nivel de la seal es ledo y retenido brevemente.

VentajasEl mtodo de prueba usado en PAM es ms eficaz en otras reas de ingeniera que en la comunicacin dedatos(informtica). Aunque PAM est en la base de un importante mtodo de codificacin analgica - digital llamadomodulacin de cdigo de pulso(PCM).

DesventajasIneficaz encomunicacionesdebido a que aunque traduzca la forma actual de la onda a una serie depulsos, siguen teniendo la amplitud de pulsos todava seal analgica y no digital. Para hacerlos digitales, se deben de modificar usando modulacin de cdigo de pulso (PCM). La transmisin de las seales moduladas por amplitud de pulsos impone condiciones severas respecto a las respuestas en magnitud yfasedel sistema, a causa de la corta duracin de los pulsos. Por otra parte, el comportamiento de un sistema PAM respecto alruidonunca puede ser superior al de transmisin en banda base

Modulacin por Posicin de Pulso (PPM)

ES en donde la Amplitud y el ancho son fijos y la posicin en variable, es un tipo de modulacin en la cual una palabra de M bits es codificada por la transmisin de un nico pulso que puede encontrarse en alguna de las=N posiciones posibles, donde N corresponde al tipo de modulacin PPM (N-PPM). Si esto se repite cada X segundos (tiempo de smbolo), la tasa de transmisin es de M/X bits por segundo. Este tipo de modulacin se usa principalmente en sistemas de comunicacin ptica, donde tiende a haber poca o ningn tipo de interferencia por caminos mltiples.

En el caso de la modulacin por posicin de pulso, la anchura y la amplitud de los pulsos permanece constante, siendo la posicin de los mismos lo que vara de acuerdo con la amplitud de la moduladora, tal como se muestra en la figura anterior. La distancia entre dos pulsos representa la amplitud muestreada de la onda seno.

SincronizacinUna de las principales dificultades en la implementacin de esta tcnica es que el receptor debe estar debidamente sincronizado para poder alinear el reloj local con el inicio de cada smbolo. Por este motivo, se implementa usualmente de manera diferencial, como Modulacin por Posicin de Pulso Diferencial, donde la posicin de cada pulso es elegida en funcin del pulso anterior, y de esta manera, el receptor slo debe medir la diferencia de tiempo entre la llegada de los sucesivos pulsos. Con este tipo de modulacin, un error en el reloj local se podra propagar slo a la medicin de dos pulsos adyacentes, en vez de a toda la transmisin.

MODULACION PCM

Lamodulacin por impulsos codificados(MICoPCM) es un procedimiento demodulacinutilizado para transformar unasealanalgicaen una secuencia debits(seal digital). Los flujos PCM tienen dos propiedades bsicas que determinan su fidelidad a la seal analgica original: lafrecuencia de muestreo, es decir, el nmero de veces por segundo que se tomen las muestras; y laprofundidad de bit, que determina el nmero de posibles valores digitales que puede tomar cada muestra.En la figura de la derecha observamos que una ondasenoidalest siendo muestreada y cuantificada en PCM. Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores. A travs del proceso de muestreo la onda se transforma en cdigo binario (representado por la altura de las barras grises), el cual puede ser fcilmente manipulado y almacenado.

Muestreo y cuantificacin de una onda senoidal (roja) en cdigo PCM de 4-bits

En la Figura 1 se muestra la disposicin de los elementos que componen un sistema que utiliza la modulacin por impulsos codificados. Por razones de simplificacin, slo se representan los elementos para la transmisin de tres canales.

Figura 1.-Disposicin de elementos en un sistema MICEn la Figura 2 tenemos las formas de onda en distintos puntos del sistema anteriormente representado

Figura 2.-Formas de onda en diversos puntos de un sistema MIC

MuestreoConsiste tomar muestras (medidas) del valor de la sealnveces por segundo, con lo que tendrnnniveles detensinen un segundo.As, cuando en el sistema de la Figura 1 aplicamos en las entradas de canal las seales (a), (b) y (c) (Figura 2), despus del muestreo obtenemos la forma de onda.Para un canal telefnico de voz es suficiente tomar 8.000 muestras por segundo, es decir, una muestra cada 125 s. Esto es as porque, de acuerdo con elteorema de muestreo, si se toman muestras de una seal elctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia mxima que se quiera muestrear, dichas muestras contendrn toda la informacin necesaria para reconstruir la seal original.Como en este caso tenemos unafrecuenciade muestreo de 8kHz(perodo 125 s), sera posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefnico de voz, donde la frecuencia ms alta transmitida es de 3,4 kHz.El tiempo de separacin entre muestras (125 s) podra ser destinado al muestreo de otros canales mediante el procedimiento demultiplexacin por divisin de tiempo(TDM).

CodificacinEn la codificacin, a cada nivel de cuantificacin se le asigna un cdigo binario distinto, con lo cual ya tenemos la seal codificada y lista para ser transmitida. La forma de una onda sera la indicada como (f) en la Figura 2.FEn telefona, la seal analgica vocal con un ancho de banda de 4 Khz se convierte en una seal digital de 64 kbit/s. En telefona pblica se suele utilizartransmisin plesicrona, donde, si se usa un E1, podran intercalarse otras 29 seales adicionales. Se transmiten, as, 32x64000 bit/s = 2.048.000 bit/s (30 canales para seales de voz, uno para sealizacin y otro para sincronismo).

Modulacin de seal por Densidad de Impulsos (PDM)Es usado en la representacin y conversin de seales analgicas al dominio digital (y a la inversa). En una seal PDM, los valores de amplitudes especficas no estn codificados en impulsos de diferente tamao, ya que sera en el PCM. En su lugar, es la densidad relativa de los impulsos que corresponde a la amplitud de la seal analgica.Una aplicacin bsica para a este tipo de modulacin la encontramos en la tecnologaSACD.BsicoEn la tasa de bits resultante de una modulacin PDM, un 1 corresponde a un pulso de polaridad positiva (+A) y un 0 corresponde a un pulso de polaridad negativa (-A).Matemticamente esto se puede representar con la siguiente expresin: x(n)=-A(-1)^a(n)* Donde x[n] es el pulso bipolar (-A o +A) a[n] es la tasa binaria de bitsresultante (0 o 1)Una seal formada por un seguido de 1s corresponde a la representacin deUna tasa de bits PDM codifica una seal analgica a travs de la modulacinsigma-delta.

CONVERSION ANALOGICO DIGITALEste proceso utiliza un cuantificador de 1bitque produce un 1 o un 0 dependiendo de la amplitud de la seal analgica.Si tuviramos un bitrate formado por todo 1, o bien por todo 0, estaramos representando una seal la cual siempre tiene valores mximos positivos o negativos, respectivamente.Dado que en el mundo real una seal analgica raramente tendr valores mximos o mnimos durante toda la seal, este caso ser considerado un error de cuantizacin.Dentro del algoritmo del PDM, este error es realimentado negativamente en el bucle de manera que cada error influenciar a cada nueva muestra a cuantificar y su respectivo error (haciendo un promedio de los mismos).