Como em AM e FM, a portadora é um sinal senoidal com frequência relativamente alta;

Transcrição

1 Modulação Digital

2 Modulação Digital Como em AM e FM, a portadora é um sinal senoidal com frequência relativamente alta; O sinal modulante é um sinal digital; A informação (bits) é transmitida em forma de modificações em características da portadora: Amplitude (modulação ASK); Frequência (modulação FSK); Fase (modulação PSK).

3 Modulação Digital Funciona deslocando* um sinal em banda base para um frequência mais alta; Em outras palavras, transforma um sinal digital em um sinal analógico; Exemplos: Comunicações digitais por radiofrequência (TV digital, Wi-Fi, etc.); Modems em meios de transmissão guiados (internet DSL, TV digital por cabo, etc).

4 Modulação ASK Amplitude Shift Keying o sinal digital modifica a amplitude da portadora. OOK

5 Modulação ASK Espectro do sinal modulado: Teoricamente este sinal tem largura de banda infinita: Como saber onde limitar a banda?

6 Teorema de Nyquist Estabelece um critério para a máxima taxa de transmissão de símbolos* possível em um meio com largura de banda BW e sem ruídos: D MOD = 2.BW [baud*] (onde D MOD é a taxa de sinalização ou taxa de modulação); Ou BW = D MOD /2 [Hz]. Exemplo 1: Um sinal digital binário de 100 Mbps pode ter sua largura de banda limitada em 50 MHz que ainda assim poderemos recuperar o sinal transmitido; Isso significa que podemos passar este sinal por um filtro PB de 50 MHz antes de fazer a modulação ASK, a fim de limitar a largura de banda do sinal transmitido.

7 Modulação ASK

8 ASK multinível A modulação ASK mostrada até agora usa somente dois níveis de tensão para representar a informação: a tensão mínima (zero volts) representa o bit zero e a tensão máxima representa o bit um; Nesse caso dizemos que temos dois símbolos, um símbolo para cada bit; Existem técnicas mais eficientes que utilizam mais níveis de tensão para transmitir a informação (se com dois símbolos enviamos um bit por vez, com 4 símbolos podemos enviar 2 bits por vez); No meio de transmissão, o que limita o número de níveis que podemos utilizar é o ruído.

9 ASK multinível

10 Modulação ASK Basicamente apresenta as mesmas características da modulação AM com relação a susceptibilidade a ruídos e ocupação da banda; A demodulação, assim como em AM, pode ser feita com um detector de envoltória (retificador + filtro PB); Em sistemas com altas taxas de transmissão e eficiência espectral a modulação em amplitude é associada a outro tipo de modulação (por exemplo, a modulação QAM, que será vista em breve).

11 Modulação FSK Frequency Shift Keying o sinal digital modifica a frequência da portadora:

12 Modulação FSK Podemos interpretar uma modulação FSK como duas portadoras distintas sendo moduladas em ASK; Consequentemente a largura de banda ocupada pelo sinal é maior; No entanto, devido a modulação ser em frequência, é mais robusta a erros; A demodulação pode ser feita através de filtragem; A versão multinível da FSK consiste na utilização de mais de duas frequências (aumenta a largura de banda).

13 Modulação PSK Phase Shift Keying o sinal digital altera a fase da portadora:

14 Modulação PSK

15 Modulação PSK Espectralmente equivale a ASK sem a frequência da portadora; Mais robusta em relação a ASK em função da modulação ser sobre a fase; A demodulação é feita por detecção síncrona, o que necessita de circuitos mais sofisticados; A versão multinível da PSK consiste na utilização de mais valores de fases (com quatro símbolos, por exemplo: 0º, 90º, 180º, 270º).

16 Modulação QAM Quadrature Amplitude Modulation A fase e a amplitude da portadora são modificadas:

17 Constelações QAM

18 Modulação QAM Cada símbolo é uma combinação de amplitude e fase (por exemplo: 2 volts e 90º equivale a 0101); Variações em 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM e 256- QAM, etc. (onde o número, assim como em outras modulações, indica a quantidade de níveis); É eficiente: mesmos requisitos de largura de banda de PSK e ASK, porém com possibilidade de maiores taxas de transmissão; Utiliza circuitos mais sofisticados.

19 Principal referência: Apostila da disciplina (prof. M. Moecke);