Este documento presenta un plan complementario sobre sistemas de telecomunicaciones. Explica diferentes tipos de modulación digital como ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM y OFDM. También cubre temas como multiplexación, sistemas ópticos y radioeléctricos, y procesos de codificación y modulación. El objetivo es que los estudiantes conozcan, comprendan y apliquen los principales componentes y conceptos fundamentales de los sistemas de telecomunicaciones.

1. Plan Complementario
SISTEMAS DE
TELECOMUNICACIONES
EIE 846
Francisco Apablaza M.
2013
famapablaza@hotmail.com

2. Programa
Objetivos:
Conocer, Comprender y Aplicar los principales
componentes y fundamentos conceptuales de los
sistemas de Telecomunicaciones.
Contenidos:
Clasificación de los sistemas de telecomunicaciones
Información, Señales y Ruido
Proceso de codificación de: fuente, canal y línea
Procesos de Modulación: lineal, angular y
digital
Multiplexión: FDM-TDM-WDM
Sistemas radioeléctricos
Sistemas ópticos
2

3. MODULACION DIGITAL CON PORTADORA MODULADA
– 1. Modulación Binaria de Amplitud (Amplitude-Shift Keying, ASK)
– 2. Modulación Binaria de Frecuencia (Frequency-Shift Keying, FSK)
– 3. Modulación Binaria de Fase (Phase-Shift Keying, PSK)
– 4. Modulación Binaria Diferencial de Fase (Differential PSK, DPSK)
MODULACION DIGITAL M-aria
– QPSK
– QAM
– TCM
– OFDM
3
MODULACION DIGITAL

4. La modulación multinivel, agrupa varios bits y
define nuevos símbolos ó estados de
modulación de M=2L elementos (L dígitos
binarios).
Se facilita su representación en forma
fasorial: Constelaciones o representación en
el dominio espacio-señal.
La tasa de Tx es de Rb= LRs bps
(Rb: tasa binaria y Rs:
tasa de símbolos/seg BAUDIOS).
4
MODULACION DIGITAL M-aria

5. Aumenta el rendimiento de uso del canal. Si
bien se puede aplicar en ASK, FSK y PSK, es
el último el mas usado.
5
MODULACION DIGITAL M-aria
La velocidad de información:
Vi =(1/Ts) log2M = Vs log2L

6. 101011010110101100101101011
6
101 011 010 110 101 100 101 101 011
S1 S2 S3 S4 S1 S5 S1 S1 S2
PSK - 8
M = 8, L = 3
MODULACION DIGITAL M-aria
Data binaria:
Agrupación tribits, conv.serie-paralelo:

7. De la representación fasorial, se puede
deducir que la generación de cualquier
espacio-señal, se puede conseguir con una
combinación de 2 señales en cuadratura.
7
I
Q
Acos ct
Asen ct
-Acos ct
-Asen ct
MODULACION DIGITAL M-aria

8. Hay sistemas de 256; 512 e incluso 4096
estados.
8
MODULACION DIGITAL M-aria
El ancho de banda de la señal PSK M-aria es del
orden de 2fs. Como fs = fb/L, entonces hay
reducción por factor L. En rigor, se aumenta L
veces la velocidad de información por igual BW.

9. 9
Para 4 estados (4PSK) M=4 , L=2 “dibit”
MODULACION QPSK
Eligiendo:

10. 10
MODulador
MODULACION QPSK

11. DEModulador
11
Para sincronismo
se recupera fc
LPFIdem para lado b
MODULACION QPSK

12. Sobre 8PSK, los ángulos adyacentes son
muy cercanos, por ello se definen
estados de amplitud y fase: QAM
12
En recepción la señal varía por las
imperfecciones del canal, por lo tanto el
circuito de decisión puede “equivocar”: P(error)
MODULACION QPSK … QAM
Uso de código Gray

13. Modulación Ortogonal o en
Cuadratura (QAM)
En gral. es una doble banda lateral
moduladas ortogonalmente por dos
fuentes independientes de datos que se
trasmiten por el mismo canal.
13
xc (t) = m1(t) cos(2πfc t) + m2(t) sen(2πfc t)

14. Quadrature Amplitude Modulation
(QAM)
Modulador MQAM:
14
Demodulador MQAM:
La cantidad de
información : I = log2M
M:posibles estados
La velocidad de información:
Vi =(1/Ts) log2M = Vs log2M= Vs  L
Vs = Veloc. de modulación ó señalización en Baudios

15. Constelaciones QAM
15
Quadrature Amplitude Modulation
(QAM)

16. La probabilidad de error multinivel:
16
Tbaud = LTbit
M= 2L
Para PSKM-aria

17. 17
Para DPSK M-aria
La probabilidad de error multinivel:

18. Modulación TCM
Para contrarrestar los efectos de los
errores, se incluye codificación en el
proceso de modulación. Es usar
codificación de canal incorporado al
proceso de decisión de la señal recibida.
Usando un codificador convolucional se
genera un bit de redundancia utilizado
para identificar subconjuntos de la
constelación…. TRELLIS COD MOD
18

19. TCM: malla, entramado, rejilla
Recibe esta denominación por el
aspecto de la gráfica de trayectoria de
los estados de modulación.
19
Ejms. de redundancia de código (3,2)
Modulación TCM

20. Un ej. de codificador:
20
Para una secuencia de entrada hay una trayectoria
específica, por lo tanto en un instante dado, se
puede deducir cual es el estado anterior y el mas
probable próximo.
Modulación TCM

21. 21
Constelación de 128 estados 27: 6 bits de datos+1
redundante
De los 7 bits que definen cada estado, 4 fijan un
estado dentro de una subconstelación.
Modulación TCM

22. 22
Con los otros 2 bits se genera un 3º mediante el cod
convolucional que define la subconstelación a la que
pertenece el dato en ese instante.

Luego en el receptor la decisión se sigue algoritmo de
Viterbi para predecir el estado de mayor probabilidad.

23. OFDM
Orthogonal Frequency Division Modulation
(multiplexing), es un sistema multiportadora y
multinivel, que segmenta la secuencia de datos
en bloques que modulan subportadoras. El
canal se divide en muchos subcanales.
23
Cada estado de mod
usa todo el canal
Cada subcanal lleva
parte de los datos

24. Utiliza portadoras sen(x)/x
24
Efectivo para contrarrestar deterioro
propagación multipaso y ruido impulsivo.
Evita ecualización de H(w) del canal, por
ser cada subcanal de banda angosta.
OFDM

25. Cada fc de subportadoras es múltiplo
entero de frecuencia de símbolos.
Tantas frecuencia fc como subcanales.
Son señales orthogonales:
25
Ej. Sólo 3 subport.Ts
OFDM

26. Se modula en n-QAM
26
2 posible valores de subportadora en Ts
OFDM

27. 27
Salida típica de muestras IFFT
Estos valores son la
suma de muchas
muestras de muchas
sinusoides – como
señal aleatoria.
IFFT modula y
Multiplexa en un
paso.
OFDM

28. Receptor:
28
Influencia en Tpo del
Multipaso del canal
Influencia en Frec. del
Multipaso del canal
OFDM

29. 29
Aplicaciones: ADSL; DVB; DAB; WiFi; Wimax; LTE
OFDM

30. MODULACION DIGITAL
En todos los procesos previos los pulsos
son una señal ideal, pero en Rx con
distorsión, ruido e ISI es necesario
asegurar una correcta decisión del
estado lógico transmitido. Para ello
debe haber además:
 Flt Nyquit o Rise Cos
 Sinc de portadora y de Reloj
 scrambler 30

31. Los pulsos transmitidos no tienen cambios
instantáneos , tampoco los filtros son ideales.
31
MODULACION DIGITAL

32. Utilización de filtros adaptados y de
ecualización… “pulse shaping” para
minimizar ISI.
Filtro Nyquit o “coseno alzado”
32
Es un FLT realizable
y salida sin ISI.
MODULACION DIGITAL

33. La demodulación sincrónica no es
problema con la estabilidad de
osciladores a Xtal, pero para det
coherente el sinc de fase es mas
complejo. Se usan secuencias de
“training”, con lo cual se adquiere
enganche en fase. Tan importante o mas
es el sincronismo de reloj, para ello
ayuda incluir “scrambler-descrambler”
33
MODULACION DIGITAL

34. Esquemas de sincronismo de portadora
34
MODULACION DIGITAL

35. Esquema de sincronismo de reloj
35
MODULACION DIGITAL

36. Factores de comparación
SNR
 Pe o BER
 Eficiencia de potencia p
 Eficiencia espectral f
36
El máximo posible:
Comportamiento en multitrayectoria y
no linealidades.
 Costo-complejidad

37. 37
Factores de comparación
Probabilidad de error

38. Otras comparaciones de performance
38
Factores de comparación

39. 39
Factores de comparación

40. 40
Factores de comparación

41. En todo sistema de
comunicaciones
digitales, se tendrá
siempre presente
uno o mas de los
procesos estudiados
en este capítulo.
41
Conclusión:
Preguntas: ¿ ?

42. Refs para profundizar
 Digital and Analog Comm. Systems,
Sam Shammugan
Sistemas de Comunicación, B.P.Lathi
Técnicas de Modulación, Briceño
Modulación angular, UValladolid
 Apuntes prof. R.Villarroel PUCV
42

43. Investigar:
1.- Averiguar que tipo de modulación se utiliza en modem
DOCSIS y ADSL.
2.- Determinar gráficamente las señales en las distintas
etapas de un modulador 16QAM, para una secuencia de
entrada correspondiente a su NOMBRE en ASCCI,
terminando con los puntos correspondientes en la constelación
de la señal transmitida.
43