1. CODIFICACION DE LA SEÑAL
Santiago Murillo (426)
Marcela Castillo (60)
Darío Jordán (246191)
1. RESUMEN
Existen diferentes tipos de
modulación dentro de la transmisión
de datos, entre ellos está la
modulación de datos digitales
utilizando señales digitales, donde
podemos describir tres tipos
relevantes que son: modulación por
desplazamiento de amplitud
(variación de amplitud de la señal
portadora), por desplazamiento de
frecuencia (variación de frecuencia)
y por desplazamiento de fase
(variación de fase), donde la señal
portadora va ser una señal
analógica.
También tenemos la modulación de
datos analógicos utilizando señales
digitales dentro de la cual la
modulación de codificación de
impulsos (muestreo de la señal) y la
modulación delta (diferencia de la
amplitud de la señal) son las más
utilizadas, por tanto es para poder
proteger la señal en el medio de
transmisión se utilizara una de las
técnicas antes mencionadas.
2. INTRODUCCIÓN:
En la transmisión de datos la codificación
de la señal es una de las partes más
importantes para proteger la señal de
información, para lo cual se han
desarrollado diversas técnicas.
La modulación digital se refiere a que
dígitos binarios modulan la amplitud, la
frecuencia o la fase de una señal sinusoidal,
la portadora. Como la señal binaria de
entrada es una secuencia de impulsos o
dígitos binarios (de dos estados), las
magnitudes moduladas tomarán también
dos valores, de ahí que a estos procesos se
los denomina también “Técnicas de
Modulación Binaria”.
El “canal” puede ser un canal telefónico,
conductores metálicos (par trenzado o cable
coaxial), fibras ópticas, un canal de radio
(HF, microondas, etc.) o rayos infrarrojos.
Las formas básicas de la modulación
binaria mediante portadora modulada son:
1. La Modulación Binaria de Amplitud
(Amplitude-Shift Keying, ASK)
2. La Modulación Binaria de Frecuencia
(Frequency-Shift Keying, FSK)
3. La Modulación Binaria de Fase (Phase-
Shift Keying, PSK)
En el siguiente trabajo detallaremos
algunas técnicas de modulación la cuales
sirven para transmisión de datos analógicos
y digitales.
3. CONTENIDO
I. MODULACIÓN DE
DATOS DIGITALES
UTILIZANDO SEÑALES
ANALÓGICAS.
Modulación por desplazamiento de
amplitud
En ASK, los dos valores binarios se
representan mediante dos amplitudes
diferentes de la portadora.
Es usual que una de las amplitudes sea cero;
es decir, uno de los dígitos binarios se
representa mediante la presencia de la
portadora a amplitud constante y el otro
mediante la ausencia de portadora (Figura
1a).

2. La señal transmitida por cada intervalo
correspondiente a la duración de un bit es,
por tanto:
(1)
En la que la portadora es A cos (2n fct).
ASK es sensible a cambios repentinos de la
ganancia. La técnica ASK se usa para la
transmisión de datos digitales en fibras
ópticas. En los transmisores con LED, la
Ecuación (1) sigue siendo válida. Es decir,
un elemento de señal se representa
mediante un pulso de luz, mientras que el
otro elemento se representa mediante la
ausencia de luz.
Modulación por desplazamiento de
frecuencia.
El esquema FSK más habitual es el binario,
BFSK (binary FSK). En este caso, los dos
valores binarios se representan mediante
dos frecuencias diferentes, próximas a la
frecuencia de la portadora (Figura 1b). La
señal transmitida en cada intervalo
correspondiente a la duración de un bit será:
(2)
Donde f1 y f2 corresponden a
desplazamientos de la frecuencia portadora
fc, de igual magnitud, pero en sentidos
opuestos.
BFSK es menos sensible a errores que
ASK. En líneas de calidad telefónica, se
utiliza generalmente a velocidades de hasta
1.200 bps. También se usa frecuentemente
en transmisión de radio a más altas
frecuencias (desde 3 hasta 30 MHz).
También se puede usar incluso a
frecuencias superiores en redes de área
local que utilicen cable coaxial.
Una señal más eficaz en el uso del ancho de
banda, pero también más susceptible a
errores, es la FSK múltiple (MFSK,
Multiple FSK), en la que se usan más de
dos frecuencias. En este caso,cada elemento
de señalización representará más de un bit.
Modulación por desplazamiento de fase.
En el esquema PSK, la fase de la señal
portadora se desplaza para representar los
datos digitales.
PSK de dos niveles
(En la Figura 1c) se muestra un ejemplo del
sistema más simple, conocido como
desplazamiento de fase binario, que utiliza
dos fases para representar los dos dígitos
binarios. La señal transmitida resultante
durante el intervalo correspondiente a un bit
es:
(3)
El término de la derecha de la Ecuación (3)
se debe a que un deslazamiento de 180o (п)
es equivalente a invertir la onda sinusoidal,
o lo que es lo mismo, a multiplicarla por (-
1). Esto nos permite utilizar esta expresión
más cómoda. Si se dispone de una
secuencia de bits y se define d(t) como la
función discreta igual a 1 durante la
duración de un bit si el bit correspondiente
en la secuencia de entrada es 1, e igual a .1
durante la duración de un bit si el bit
correspondiente en la secuencia de entrada
es 0, entonces, la señal transmitida se puede
definir como:
(4)
El término diferencial se refiere al hecho de
que el desplazamiento de fase es respecto al
bit transmitido anterior, en lugar de ser
respecto a una señal de referencia. En la
codificación diferencial, la información a
transmitir se representa en términos de los
cambios introducidos entre los símbolos
consecutivos, en lugar de en los elementos
de señalización en sí.
PSK multinivel
La utilización de varios niveles se puede
extender para transmitir más de dos bits de
una vez. Por ejemplo, usando ocho ángulos
de fase diferentes es posible transmitir de
una vez tres bits.

3. Es más, cada ángulo puede tener más de
una amplitud. Por ejemplo, un módem
estándar a 9.600 bps utiliza 12 ángulos de
fase, cuatro de los cuales tienen dos valores
de amplitud, dando lugar a 16 elementos de
señalización diferentes.
Fig.1 modulación de datos digitales con señales
analógicas.
II. MODULACIÓN DE DATOS
ANALÓGICOS
UTILIZANDO SEÑALES
DIGITALES.
Modulación por codificación de impulsos
Se basa en el teorema de muestreo: Si una
señal f (t) se muestrea a intervalos regulares
de tiempo con una frecuencia mayor que el
doble de la frecuencia significativa más alta
de la señal entonces las muestras así
obtenidas contienen toda la información de
la señal original. La función f (t) se puede
reconstruir a partir de estas muestras
mediante la utilización de un filtro pasa
bajo.
Es decir, se debe muestrear la señal original
con el doble de frecuencia que ella, y con
los valores obtenidos, normalizándolos a un
número de bits dado (por ejemplo, con 8
bits habría que distinguir entre 256 posibles
valores de amplitud de la señal original a
cuantificar) se ha podido codificar dicha
señal.
En el receptor, este proceso se invierte, pero
por supuesto se ha perdido algo de
información al codificar, por lo que la señal
obtenida no es exactamente igual que la
original (se le ha introducido ruido de
cuantización).
Hay técnicas no lineales en las que es
posible reducir el ruido de cuantización
muestreando a intervalos no siempre
iguales.
Las muestras que se han recogido de la
señal analógica, son impulsos de señal
(Figura 2) que deben ser codificadas en
formato digital para poder ser transmitidas.
Fig2. Impulsos de señal
Este proceso se denomina cuantificación
(Figura 3) se le asigna un valor digital a
cada impulso analógico. Dado que los
códigos digitales son un conjunto limitado
(si se codifica con 8 bits hay =256
códigos distintos) este proceso implica
cierta pérdida de información por redondeo,
que será menor según se vaya
incrementando el número de bits con que se
cuantificaron los impulsos.
Fig3. Cuantificación.
Evidentemente la calidad y fidelidad de la
señal resultante tras el muestreo y la
cuantificación, implica seleccionar

4. frecuencias de muestreo altas y
codificaciones con muchos bits. Cuanto
más alta y más bits más fiel será el
resultado, pero más ancho de banda será
necesario para transmitirlos .La solución
buena siempre será un compromiso entre la
fidelidad de la digitalización y el ancho de
banda necesario.
Modulación
Fig4.Muestreo y cuantificación de una onda
sinusoidal (roja) en código PCM de 4-bits
En la figura 4 observamos que una
onda senoidal está 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 través del proceso de
muestreo la onda se transforma en código
binario.
En la Figura 5 se muestra la disposición de
los elementos que componen un sistema
que utiliza la modulación por impulsos
codificados.
Figura 5.- Disposición de elementos en un sistema
MIC
Modulación delta
La Modulación delta compara la señal de
entrada con una sucesión
de pulsos de amplitud, los cuales son
crecientes mientras la amplitud se encuentra
por debajo de la amplitud de la señal de
entrada y es decreciente cuando la amplitud
de los pulsos (figura 6) de muestreo supera
la amplitud de la señal de entrada, es decir,
el modulador delta modula la diferencia en
amplitud de la señal de entrada en lugar de
la señal de entrada en sí misma
Con la codificación tradicional se codifica
cada muestra de forma independiente del
resto asignándole su código
correspondiente. Si la señal de interés tiene
un alto rango dinámico y se desea un error
de cuantificación bajo de manera que se
puedan cuantificar diferencias de amplitud
lo más pequeñas posibles, se necesita tener
muchos niveles de cuantificación y, por lo
tanto, tener muestras con más bits, esto
conlleva un mayor bitrate de transmisión y
un mayor tamaño de almacenamiento de la
señal.
Fig6. Modulación delta
La modulación delta sustituye tanto a la
cuantificación como a la codificación
tradicional. Se utiliza sobre la señal
muestreada, es decir, no hay que cuantificar
previamente.

5. 4. CONCLUCIONES
Al utilizar las técnicas de
modulación de datos digitales
podemos hacerlo utilizando
cualquiera de los tres tipos (ASK,
FSK, PSK) dependiendo la
aplicación, donde la modulación
FSK es la más utilizada porque es
más segura.
En la modulación por codificación
de impulsos existe un formato
uniforme de transmisión para
diferentes clases de señales en
banda base, lo que permite
integrarlas con otras formas de
datos digitales en un canal común
mediante el multiplexado en
tiempo.
La modulación delta permite
seguir señales de cualquier
amplitud. Además el
equipo transmisor y el receptor son
muy sencillos.
5. REFERENCIAS:
Castro Gil, Manuel-Alonso Díaz
Orueta, Gabriel Mur Pérez.
Comunicaciones Industriales:
Principios Básicos.
Electrónica Industrial. Sistemas De
Telecomunicaciones. . Ethernet
(Local Area Network System)
Monterrosa, Antonio.
Comunicación De Datos
William Stallings. Comunicaciones
Y Redes De Computadoras.
Madrid, 2004
José E. Briceño M. Transmisión de
Datos. Mérida, Venezuela Abril
2005.