Modulación de fase

Tipo de modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resultando una señal de modulación en fase.

Se obtiene variando la fase de una señal portadora de amplitud constante, en forma directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante. La modulación de fase no suele ser muy utilizada porque se requieren equipos de recepción más complejos que los de frecuencia modulada. Además puede presentar problemas de ambigüedad para determinar por ejemplo si una señal tiene una fase de 0º o 180º.

Definición matemática

La ecuación de una señal modulada en PM es la siguiente:

$y(t)=A_{p}\cdot cos[f_{c}+f_{i}(t)]$

Donde:

• $y(t)$ = Señal modulada
• $A_{p}$ = Amplitud de la portadora
• $f_{i}(t)$ = $f_{i}(t)=N_{p}X(t)$
• $N_{p}$ = Índice de modulación de fase

Modulación de fase PSK

La modulación PSK se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles.

La modulación PSK también se denomina “por desplazamiento” debido a los saltos bruscos que la moduladora digital provoca en los correspondientes parámetros de la portadora.

Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de la portadora sin modular.

Imagen modulación PSK

La señal modulada resultante, responde a la expresión:

$A_{p}\cdot cos[f\cdot t+O]$

Donde:

• $A_{p}$=longitud
• $f$=frecuencia
• $t$=tiempo
• $0$=representa cada uno de los n valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la señal codificada en banda base multinivel.

Velocidad de señalización

• Velocidad [bps] = Vel[Baudios]*Log2 n

Donde : n= # corresponde al número de niveles de la señal digital.

Nota: la unidad de medida de la velocidad de transmisión es el Baudio.

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Dentro del contexto PSK se distinguen dos tipos de modulación de fase :

a) Modulación PSK.

b) Modulación DPSK. ( Diferencial PSK ).

La modulación PSK consiste en que cada estado de modulación está dado por la fase que lleva la señal respecto de la original.

Mientras tanto, en la modulación DPSK cada estado de modulación es codificado por un salto respecto a la fase que tenía la señal anterior. Empleando este sistema se garantizan las transiciones o cambios de fase en cada bit, lo que facilita la sincronización del reloj en recepción. Técnicamente utilizando el concepto de modulación PSK , es posible aumentar la velocidad de transmisión a pesar de los límites impuestos por el canal telefónico. De aquí entonces existen dos tipos de modulación derivadas del DPSK, que son:

a) QPSK ( Quadrature PSK ).

b) MPSK ( multiple PSK ).

Modulación QPSK: Consiste en que el tren de datos a transmitir se divida en pares de bits consecutivos llamados Dibits , codificando cada bit como un cambio de fase con respecto al elemento de la señal anterior.

Modulación MPSK: En este caso el tren de datos se divide en grupos de M bits , llamados M-bits, codificando cada salto de fase con relación a la fase del tribit que lo precede.

La expresión de la señal modulada DPSK responde a la expresión:

$A_{p}\cdot cos[f\cdot t+AO]$

Donde:

• $A_{p}$=Amplitud
• $f$=frecuencia
• $t$=tiempo
• $A0$=La fase de la señal modulada. El salto de fase A0 representa cada uno de los n estados que puede adoptar una señal moduladora cuando se codifica en banda base multinivel.

La fase A0 de la señal modulada anterior, es el valor angular de la fase del último elemento de señal que se acaba d transmitir.