1 Modulación Proceso que permite la transmisión de señales a distancias y reporta numerosos beneficios. Algunos beneficios deseados Inmunidad a interferencias y ruido Permitir mayores velocidades en soportes existentes de cobres Los nuevos servicios telemáticos reclaman Mayores volúmenes de información Mayores velocidades
2 Modulación de señales digitales 0 1 0 1 0 A cos (2?fct + ?) (Gp:) Conmutación de amplitud ASK
(Gp:) Conmutación de Frecuencia FSK
(Gp:) Conmutación de Fase PSK*
(Gp:) Amplitud
(Gp:) fase
(Gp:) Frecuencia
Clásicas
3 Modulación por Codificación de Rejilla (Trellis Code Modulation, TCM)
4 Modulación por Codificación de Rejilla (Trellis Code Modulation, TCM) Tipo de modulación empleada cuando se desea incrementar la velocidad en una transmisión modulada sin incrementar el ancho de banda y sin deteriorar sensiblemente la Pe. Empleada en los MODEMs telefónicos, en equipos de microondas, xDSL, etc..*
5 Trellis Code Modulation TCM Modulación por Codificación de Rejilla Combinación de: Técnica de modulación (por ejemplo QAM) Técnicas de Codificación de Convolución para corrección de errores aplicada a los bits con mayores probabilidades de error.*
6 + + bits de inf. bits codificados codif.
Codificador de Convolución Introduce dígitos de chequeo (redundantes) capaces de corregir errores de la transmisión.*
7 MODULADOR TCM Con versor serie paralelo modulador QAM Señal modulada TCM n bits de inf. codificador de convolución bits de inf. V. 32, V.32bis, V. 33, V.34 y V. 34bis hasta 33.6 Kbps* bits con mayor Pe
8 Modulación de Multitono Discreto (Discrete Multi-Tone, DMT)
9 DMT Modulación que permite hacer un buen aprovechamiento del Ancho de banda de un soporte Simplifica procesos de ecualización. Permite tener en cuenta las características de ruido del medio de forma dinámica. Muy empleada entre otras en las técnicas xDSL.*
10 Principios de Modulación Técnica de modulación que pertenece a una clase llamada modulación de múltiples sub-portadoras (MCM, Multicarrier Modulation). DMT representa una alternativa eficaz de QAM. DMT divide los flujos de datos en bloques de datos múltiples, y modula cada bloque de datos en subportadoras diferentes.*
11 Ejemplo de DMT empleado en ADSL
12 Cualidades de la modulación DMT La operación de cada subcanal es independiente. La implementación práctica se realiza mediante un proceso llamado subcanalización. Cada subcanal confina la potencia dentro de una banda estrecha (aunque existen solapamientos indeseables). *
13 Cualidades de la modulación DMT, cont. En una aplicación real el proceso de subcanalización no consigue un aislamiento espectral perfecto entre subbandas. Es posible eliminar interferencias de banda estrecha anulando las sub-bandas afectadas. El sistema puede modificar dinámicamente el número de bits asignados a una subportadora según la S/N de cada subcanal.*
14 Cualidades DMT, cont. Proceso de ecualización más simple que otros métodos de modulación. Muy empleado en los equipos de xDSL. Adoptado como estándar para equipamiento ADSL.*
15 Ejemplos de adaptación de un sistema DMT a las características de una línea.
16 (Gp:) Transmisor DMT (Gp:) Receptor DMT
17 Ejemplo de espectro de señal DMT para ADSL MHz
18 Comparación CAP vs DMT Ecualización en DMT Ecualización en CAP La ecualización en DMT es más simple.
19 DWMT – Discrete Wavelet Multitone , una versión de DMT DWMT utiliza transformadas Wavelet. El uso de la transformada de Fourier digital en DMT genera armónicos que generan interferencias en canales adyacentes. La transformada Wavelet produce armónicos de más baja energía, produciendo menos interferencia en subcanales adyacentes lo que hace la recepción de la señal más simple y de mejor calidad. *
20
DMT WDMT Interferencias en canales adyacentes
21 Conclusiones DMT Técnica de modulación derivada de QAM. Divide el canal en subcanales que configura para optimizar S/N. Hace uso de las técnicas de DFT. Muy empleada en xDSL. Fácil ecualización. Existe variante (WDMT) que emplea Transformada Wavelet que presenta ventajas en cuanto a interferencia en canales adyacentes.*
22 Modulación de Espectro Ensanchado Spread Spectrum (SS)
23 ESPECTRO ESNANCHADO (Spread Spectrum) Bases de la teoría conocidas desde la década del 40 para aplicaciones militares. Década del 70 se trabaja en este esquema para investigaciones no militares pero no se extiende su uso por limitaciones tecnológicas. VLSI ha permitido equipos mediante SS a costos razonables en TxD, redes de computadoras inalámbricas y telefonía celular digital (aplicaciones de radio).*
24 La señal modulada ocupa un Bt mucho mayor que el mínimo necesario para su transmisión. El ensanchamiento del espectro se alcanza con una señal ensanchadora (spreading signal) llamada señal de código que es independiente del dato. En el receptor la recuperación de la señal de dato se realiza correlacionando la señal de SS con una réplica sincronizada de la señal de código. * REQUISITOS DE SS
25 1.- Supresión de señales interferentes que compartan el mismo rango de frecuencias. 2.- Reducción de la Densidad Espectral de Energía de la señal modulada (El enlace puede operar sin ser detectado por receptores no autorizados) (Low Probability Detection, LPD).*
Beneficios de SS
26 3.- Obtiene buenos resultados en la determinación de posiciones a través de mediciones de demoras por las disminuciones de los tiempos de establecimientos. tiempo de subida de un pulso ? t ? 1/ W; ==> incertidumbre disminuye
Beneficios de SS, cont
27 3.- Permite Acceso Múltiple: Se reparte el recurso de comunicación entre varios usuarios de una manera coordinada. Ejemplo: Acceso Múltiple por División de Código CDMA, manteniendo la privacidad de las comunicaciones entre usuarios. Un usuario no autorizado no puede monitorear fácilmente una señal* Beneficios de SS, cont
28 señal 1 señal 2 señal 1 señal 3 señal 1 señal 3 señal 2 señal 3 señal 2 tiempo frecuencia ••• ••• ••• • • • banda 3
banda 2
banda 1 Expresión simplificada del proceso, no requiere sincronización entre usuarios para el uso del recurso de comunicación, solo sincronía entre Tx. y Rx.* Beneficios de SS, cont
29 xSS(t) ? Bases de SS Señal recibida Señal de código Señal de código filtro interferencia x(t) ? ? ? Multiplicar por la señal de código 1 vez ensancha el espectro de la señal útil.
30 Aplicaciones de Espectro Esparcido LAN Inalámbricas (wireless LAN) Èstándar 802.11 y 802.11b de la IEEE norma el uso de Secuencia directa y salto de frecuencia Enlaces de datos punto a punto en el rango de algunos Mbps (T1, E1, etc). Aplicaciones militares Comunicaciones celulares.
31 Conclusiones SS Método que obtiene ventajas para la transmisión por radio. Basado en producir como señal transmitida una señal con un ancho espectral superior al necesario. Permite la coexistencia de múltiples servicios sin que se interfieran entre sí. Permite CDMA Tipos : Secuencia Directa Salto de Frecuencia*
32 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) Multiplex por División de Frecuencias Ortogonales
33 FDM convencional Semejante a DMT. Subcanales que no se solapan. Fácil ecualización.*
34 OFDM Subcanales que se solapan. Con portadoras ortogonales. Detección coherente. Ventajas en ahorro de Bt. Permite alcanzar altas velocidades.*
35 Espectro de los subcanales solapados (Gp:) 1/T
(Gp:) 1/T
36 Uso de OFDM en 802.11 para WLAN
37 Aplicaciones de OFDM 802.11a de la IEEE para WLAN en la banda de 5 GHz y velocidades de 6 – 54 Mbps. Existen soluciones para interiores y exteriores. Comunicaciones inalámbricas de banda ancha para servicios multimedia con velocidades de 72/192 Mbps con Bt de 10.5/28 MHz en la banda de 3.5 GHz. PLC (Power Line Communication). Otros.*
38 Conclusiones finales Con las nuevas técnicas de modulación se logran soluciones a Empleo de velocidades crecientes Soluciones a interferencias indeseables Mayor inmunidad ante el ruido y la interferencia Empleo de los soportes al máximo de sus potencialidades. Permitir la coexistencia de múltiples señales en el espectro radioeléctrico. etc.**