Comunicaciones

SISTEMAS BINARIOS COHERENTES

La modulación binaria tiene tres básicas formas: Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK), Modulación por desplazamiento de fase (PSK) y la frecuencia por desplazamiento de amplitud (FSK). A través de este el receptor conoce cierta información de la señal que recibe permitiendo un mejor uso de ancho de banda, también ofrecen una mejora en cuanto a la sensibilidad de los detectores de hasta 20dB.

Detección binaria óptima

El proceso de detección es de tipo síncrono o coherente si la señal de entrada s(t) + n(t) se multiplica por s(t). Se demuestra que con ruido gaussiano (como lo son casi todas las señales de ruido) y el receptor de filtro optimo (o el detector correlador) es el óptimo absoluto.

OOK, BPSK y FSK coherente

OOK coherente:

Transmisión (modulación) de encendido-apagado (OOK), también denominada transmisión (modulación) por desplazamiento de amplitud (ASK), la cual consiste en activar o desactivar una portadora senoidal con una señal binaria unipolar. Es equivalente a una señal DSB-SC, donde la moduladora es una señal binaria unipolar.

La señal OOK está dada por:

s(t)=A_c m(t)cos⁡〖ω_c t〗

La envolvente compleja de la señal OOK es:

g(t)=A_c m(t)

Una señal OOK puede recuperarse con un detector de envolvente (detección no coherente) o con un detector de producto (detección coherente), puesto que se trata de una señal de AM. Sin embargo, para detección óptima de señal OOK dañada por ruido blanco aditivo gaussiano (AWGN) se requiere detección de producto con procesamiento de filtro de sincronización.

BPSK coherente:

Transmisión por desplazamiento de fase binaria (BPSK), la cual consiste en desplazar la fase de una portadora senoidal 0º o 180º con una señal binaria unipolar. Es equivalente a una modulación PM con una señal digital unipolar o a modular una señal DSB-SC con una forma de onda digital polar.

La señal BPSK está dada por:

s(t)=A_c cos⁡⌊ω_c t+D_p m(t)⌋

La envolvente compleja de esta señal es:

g(t)=jA_c m(t)

La señal BPSK tiene un ancho de banda de nulo a nulo de 2R, al igual que la señal OOK. Para detectar señales BPSK se requiere detección síncrona. Sin embargo, aunque una señal BPSK no puede recuperarse incoherentemente, si ésta es codificada diferencialmente antes de la transmisión, la señal de datos se recuperará con el decodificador diferencial mostrado en la figura. La señal BPSK diferencialmente codificada se conoce como DPSK.

FSK coherente:

Transmisión por desplazamiento de frecuencia (FSK), consiste en desplazar la frecuencia de una portadora senoidal desde una frecuencia de marca (correspondiente al envío de un 1 binario) hasta una frecuencia de espacio (correspondiente al envío de un 0 binario) de acuerdo con la señal de bandabase digital. Es idéntica a modular una portadora de FM con una señal digital binaria.

Se puede distinguir entre dos tipos de señal FSK, la FSK de fase discontinua y la FSK de fase continua. En la primera de ellas simplemente se dispone de algún dispositivo que conmuta entre dos osciladores a diferentes frecuencias en función del valor de la señal

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