UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA
GUSTAVO THEODORO LASKOSKI
MAICON MARCONDES
OSCAR SZEREMETA
MODULAÇÃO DIGITAL
TÓPICOS DE COMUNICAÇÕES
CURITIBA
SETEMBRO 2006
2
GUSTAVO THEODORO LASKOSKI
MAICON MARCONDES
OSCAR SZEREMETA
MODULAÇÃO DIGITAL
TÓPICOS DE COMUNICAÇÕES
Trabalho referente à disciplina de tópicos de
comunicações do Curso Superior de Tecnologia
em Eletrônica do 7º período da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná e realizado pelos
alunos: Gustavo Theodoro Laskoski, Maicon
Marcondes e Oscar Szeremeta.
Orientado pelo: Drº Jean Carlos Cardozo da Silva.
CURITIBA
SETEMBRO 2006
3
RESUMO
Nesse trabalho serão apresentados os conceito básicos sobre modulação digital. A
modulação é uma técnica utilizada para transmitir informação através de uma portadora
com características favoráveis para a propagação do sinal no canal de comunicação.
Com avanço tecnológico e o desenvolvimento das comunicações digitais, foram
desenvolvidas técnicas de modulação capazes de transportar informaçao digital por meio
de um sinal analógico. Além disso, as técnicas da teoria da informação aumentaram a
capacidade de transmissão e tornou a transmissão de informação economicamente viável.
No trabalho serão descritos as principais modulações digitais existentes, são elas:
modulações por chaveamento de amplitude (ASK), utilizado atualmente em meios com
baixa quantidade de ruído; modulação por chaveamento de frequência (FSK), utilizado
inicialmente em sistemas de fax-modem; modulação por deslocamento de fase (PSK) e
por quadratura e amplitude (QAM) utilizado na comunicação de modens.
Palavras chaves: Modulação digital, modulação chaveada, comunicação de modens.
4
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – SINAL MODULADO BASK ...............................................................
08
FIGURA 2 – ESPECTRO DE FREQUÊNCIA DA MODULAÇÃO BASK ............. 09
FIGURA 3 – SINAL MODULADO ASK – OOK .....................................................
10
FIGURA 4 – SINAL MODULADO MASK – DIBIT ..............................................
11
FIGURA 5 – REPRESENTAÇÃO DO MODULADOR FSK ................................... 12
FIGURA 6 – RESPRESENTAÇÃO DO DEMODULADOR FSK ...........................
12
FIGURA 7 – SINAL MODULADO BFSK ................................................................ 14
FIGURA 8 – SINAL MODULADO MFSK ............................................................... 15
FIGURA 9 – DEMOSTRAÇÃO DO FILTRO GAUSSIANO ..................................
16
FIGURA 10 – REPRESENTAÇÃO DA MODULAÇÃO PSK ................................
16
FIGURA 11 – REPRESENTAÇÃO DE SÍMBOLOS DA MOD. DPSK .................
17
FIGURA 12 – DIAGRAMA FASORIAL DA MODULAÇÃO PSK ........................ 18
FIGURA 13 – MODULAÇÃO DIFERENCIAL PSK ...............................................
20
FIGURA 14 – EXEMPLO DA MODULAÇÃO PSK-8 ............................................
21
FIGURA 15 – DETECÇÃO COERENTE PARA A MOD. PSK-8 ........................... 21
FIGURA 16 – DIAGRAMA DE CONSTELAÇÃO QAM-16 ..................................
22
FIGURA 17 – DIAGRAMA EM BLOCOS DO MODULADOR QAM ..................
23
5
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – PRINCIPAIS TIPOS DE MODULAÇÕES EXISTENTES ...................... 07
TABELA 2 – REPRESENTAÇÃO DO PADRÃO V.29 ................................................. 23
6
SUMÁRIO
RESUMO .......................................................................................................................... 03
LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................... 04
LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... 05
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 07
2 MODULAÇÃO ASK .................................................................................................. 08
2.1 Modulação OOK ....................................................................................................... 10
2.2 Modulação MASK ..................................................................................................... 10
3 MODULAÇÃO FSK .................................................................................................... 12
3.1 Modulação BFSK ...................................................................................................... 13
3.2 Modulação MFSK ..................................................................................................... 14
3.3 Modulação GFSK ...................................................................................................... 15
4 MODULAÇÃO PSK .................................................................................................... 16
4.1 Modulação QPSK ...................................................................................................... 19
4.2 Modulação DPSK ...................................................................................................... 20
5 MODULAÇÃO QAM ................................................................................................. 22
6 CONCLUSÃO .............................................................................................................. 24
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 25
7
1 INTRODUÇÃO
A modulação corresponde a um processo de conversão de sinais para fins de
transmissão, sendo definido como um sistema que recebe duas entradas ( informação e
portadora) e fornece um sinal de saída que será utilizado no transporte da informação. Os
tipos de modulações existentes são definidos de acordo com a natureza dos sinais de
entrada do sistema, na tabela 1 são descritos os principais tipos de modulações existentes.
TABELA 1 – PRINCIPAIS TIPOS DE MODULAÇÕES EXISTENTES
MODULAÇÃO
INFORMAÇÃO
PORTADORA
EXEMPLOS
Analógica
Analógica
Analógica
AM, FM, PM
Digital
Digital
Analógica
ASK, FSK, PSK
Pulso
Analógica
Digital
PAM, PWM, PPM
Fonte: Autoria própria
A portadora é o sinal de entrada do sistema responsável pelo transporte de
informação no meio de transmissão, de acordo com a tabela 1 a portadora poderá ser um
sinal analógico (geralmente correspondente a um sinal senoidal) ou digital.
As principais características da modulação são: redução de ruído e interferência,
facilidade de irradiação eletromagnética, ou seja, a portadora tem como característica
possuir uma frequência maior que a frequência do sinal de informação, diminuindo o
tamanho das antenas. Além disso, a modulação possibilita uma melhor designação de
frequência, ou seja, permite selecionar uma determinada portadora com frequência
favorável para um determinado projeto.
A modulação digital utiliza uma portadora analógica que tem uma ou mais
características alteradas de acordo com uma informação digital, sendo chamada também
de modulação chaveada.
8
2 MODULAÇÃO ASK
A modulação por chaveamento de amplitude (ASK) consiste em alterar o nível de
amplitude da portadora em função de um sinal de entrada com níveis de amplitude
discretos.
O princípio da modulação ASK pode ser definido pela modulação por
chaveamento de amplitude – binário (BASK), ou seja, o sinal modulante assume um dos
dois níveis discretos existentes da fonte de informação (nível lógico “0” ou “1”). Na
figura 1 é apresentado um sinal modulado BASK, a menor amplitude corresponde ao
nível lógico “0” e a maior amplitude corresponde ao nível lógico “1”.
FIGURA 1 – SINAL MODULADO BASK
Fonte: Unisinos. Disponível em: <http://www.inf.unisinos.br/~roesler/disciplinas/
0_comunicdados/10_modula_analogico/tp_modula.pdf> (2006)
O sinal BASK pode ser definido de acordo com a equação 2.1, podendo ser
representado por uma função com frequência frequência fundamental fixa correspondente
ao sinal da portadora e com variação de amplitude correspondente ao sinal de infomação
do sistema em funçào do tempo.
9
Considerando que a entropia da cada símbolo da modulação BASK é de 50%, ou
seja, a quantidade de informação corresponde a uma unidade e a probalidade de
ocorrência é de 50%, pode-se definir que a amplitude média do sinal modulado
corresponde a média entre os níveis de amplitude de cada símbolo. Portando o índice de
modulação é definido pela equação 2.2.
O sinal BASK pode ser obtido pelo produto de uma portadora cossenoidal e uma
onda quadrada. Na figura 2 é apresentado o espectro de frequência do sinal BASK, a
banda mínima de transmissão é definida como Bmín.
FIGURA 2 – ESPECTRO DE FREQUÊNCIA DA MODULAÇÃO BASK
Fonte: Unisanta. Disponível em: <professores.unisanta.br/isfarias/
Materia/Comunicacao%20Digital/ask.pdf> (2006)
A banda mínima necessária para a transmissão de informação varia do resultado
entre a diferença da frequência da portadora e do sinal de informação até a soma entre a
frequência fundamental da portadora com a frequência do sinal de informação.
10
Considerando a utilização da banda mínima necessária (Bmín na figura 2) para a
transmissão de informação, pode-se definir o sinal BASK conforme a equação 2.3.
2.1 Modulação OOK
A modulação ASK – OOK é um caso particular da modulação BASK. Nesse
modulação a portadora assume um determinado nível de tensão para o nível lógico “1” e
nível de tensão nulo para o nível lógico “0”. Portanto, o módulo do índice de modulação é
unitário. Na figura 3 é apresentado um sinal modulado ASK – OOK.
FIGURA 3 – SINAL MODULADO ASK – OOK
Fonte: USP. Disponível em: <http://www.lsi.usp.br/~volnys/courses/redes/pdf/04MULT-col.pdf>
2.2 Modulação MASK
A quantidade de informação transportada pela modulação chaveada pode ser
aumentada pelas técnicas da teoria da informação. Um método simples para aumentar a
capacidade de transmissão de um canal é o aumento da variedade de uma fonte de
informação. A variedade de um fonte é descrita na equação 2.4.
v = m log2 n (equação 2.4)
Sendo:
11
-
m: número de posições de bits.
-
N: números de elementos da fonte.
Para o sistema um sistema BASK, a variedade corresponde a uma unidade, ou seja,
existe um bit de variedade, podendo assumir um dos dois valores da fonte de informação.
A modulação multi-nível ASK (MASK) tem variedade maior que uma unidade,
apresentando maior quantidade de níveis discretos de amplitude, na figura 4 é apresentado
um sistema dibit de um sinal modulado MASK.
FIGURA 4 – SINAL MODULADO MASK - DIBIT
Fonte: Unisinos. Disponível em: <http://www.inf.unisinos.br/~roesler/disciplinas/
0_comunicdados/10_modula_analogico/tp_modula.pdf> (2006)
A modulação MASK aumenta a variabilidade do sinal, porém diminui os
intervalos de decisão dos níveis de amplitude, diminuindo a imunidade aos ruídos e
interferências do sistema de comunicação. Outra definição da modulação MASK pode ser
associada a modulação por amplitude de pulsos (PAM). Apesar do sinal PAM ser
resultante da modulação entre uma informação analógica e uma portadora digital, o sinal
PAM pode ser utilizado como sinal de informação da modulação MASK pois tem níveis
de amplitudes discretos.
12
3 MODULAÇÃO FSK
O processo de modulação por chaveamento de frequência (FSK) consiste em variar
a freqüência da onda portadora em função do sinal modulante, no presente caso, o sinal
digital a ser transmitido. Diferente da modulação FM, o FSK desloca a freqüência entre
apenas dos pontos fixos separados. O modulador FSK é formado por dois moduladores
ASK, sendo que um deles produz pulsos modulados na freqüência F1 para cada bit 1,
enquanto que o outro produz pulsos modulados na freqüência F0 para cada bit 0. A saída
dos moduladores é combinada e transmitida, conforme representado na Figura 5.
FIGURA 5 – REPRESENTAÇÃO DO MODULADOR FSK
O demodulador FSK (Figura 6) é formado por um divisor de sinais cujas saídas são
aplicadas a filtros passa-faixa centrados em F1 e F0 e posteriormente seguidos de
demoduladores ASK. Os sinais de baixa freqüência são somados com a polaridade
adequada a fim de obter como resultado um sinal BK.
FIGURA 6 – RESPRESENTAÇÃO DO DEMODULADOR FSK
13
O formato de modulação FSK é o que ocupa a maior largura de faixa de todos, pois
os espectros centrados em F0 e F1 não podem ser superpostos a fim de que a informação
seja preservada. A modulação FSK foi originalmente desenvolvida para enviar texto
através de dispositivos de radio teleimpressor. O deslocamento da portadora entre a marca
e o espaço foi usado para gerar caracteres no código Baudot. No receptor, os sinais
Baudot foram utilizados para produzir texto impresso para impressoras e posteriormente
telas de vídeo.
Com o desenvolvimento tecnológico, a modulação FSK foi utilizada para
transmitir mensagens no código ASCII utilizados por computadores e permitiu o uso de
caracteres caixa baixa e alta e símbolos especiais. A introdução de microprocessadores
tornou possível usar o FSK para enviar mensagens com capacidade de verificação e
correção automática de erros. Isto é feito através da inclusão de códigos de verificação de
erro nas mensagens, permitindo que a estação receptora possa requisitar a retransmissão
se uma mensagem ou os códigos de verificação de erro estiverem em conflito (ou se o
código não for recebido ). Entre os modos mais comuns tais como o FSK estão a tele
impressão amadora através do radio (AMTOR) e a correção adiantada de erro (FEC). A
modulação FSK é o modo mais rápido de se enviar texto pelo radio, e os modos de
correção de erro oferecem alta acuracidade e confiabilidade. O espaço de freqüência
ocupado depende da quantidade de deslocamentos, mas um sinal típico de FSK ocupa
menos que 1.5 kHz de espaço. A grande desvantagem do FSK é a necessidade de um
equipamento de recepção mais elaborado.
A principal característica da modulação FSK é a imunidade a ruídos, quando
comparada com a ASK. A modulação FSK é utilizada em modens de baixa velocidade e
transmissão via radio (na transmissão de sinais de radiocontrole).
3.1 Modulação BFSK
A modulação BFSK atribui freqüências diferentes para a portadora em função do
bit que é transmitido.
14
Quando um bit 0 é transmitido, a portadora assume uma freqüência correspondente
a um bit 0 durante o período de duração de um bit. Quando um bit 1 é transmitido, a
freqüência da portadora é modificada para um valor correspondente a um bit 1 e
analogamente, permanece nesta freqüência durante o período de duração de 1 bit, como
mostrado na Figura 7.
FIGURA 7 –SINAL MODULADO BFSK
3.2 Modulação MFSK
O sinal multi nível FSK (MFSK) pode ser produzido pela seleção de vários
geradores, no receptor podem-se usar filtros sintonizados para cada freqüência. O
resultado desta filtragem equivale a um sinal OOK e pode ser demodulado com um
detector de envoltória. Segundo a freqüência presente em cada instante, apenas a porta
correspondente, de 1 a n, terá sinal presente. As outras portas terão apenas ruído. O
regenerador tem condição de reproduzir qualquer dos estados originais e o decisor,
analisando as tensões presentes nas portas, tem condição de reconhecer qual estado
deverá ser produzido pelo regenerador. O conjunto de filtros funcionam como um
dispositivo de resposta sensível à freqüência, podendo ser discriminando no sistema FM
convencional. Na figura 8 é apresentado um sinal modulado MFSK.
15
FIGURA 8 – SINAL MODULADO MFSK
Se forem utilizadas quatro freqüências de transmissão distintas (conforme
apresentado na figura 8) cada uma delas correspondendo a 2 bits, a modulação é chamada
de 4FSK.
A modulação MFSK apresenta o inconveniente de ocupar uma banda de freqüência
bastante alta, devido a estas variações bruscas de freqüência em função da transição de
bits. Entretanto, a utilização de múltiplas frequências aumenta a taxa de transmissão do
sistema em comparação com a modulação BFSK.
3.3 Modulação GFSK
Na modulação Gaussina FSK (GFSK) os dados são codificados na forma de
variações de freqüência em uma portadora, de maneira similar à modulação FSK.
Portanto, o modulador utilizado pode ser o mesmo que para a modulação FSK. Todavia,
antes dos pulsos entrarem no modulador, eles passam por um filtro gaussiano, de modo a
reduzir a largura espectral dos mesmos. O filtro gaussiano é uma espécie de formatador
16
de pulso que serve para suavizar a transição entre os valores dos pulsos. A figura 9 ilustra
a transformação dos pulsos após passarem pelo filtro gaussiano.
FIGURA 9 – DEMOSTRAÇÃO DO FILTRO GAUSSIANO
A modulação GFSK é utilizada nos sistemas Bluetooth, uma vez que provê uma
melhor eficiência espectral em relação à modulação FSK.
4 MODULAÇÃO PSK
Neste processo, ocorre a alteração discreta da fase da portadora conforme o sinal
digital a ser modulado. Portanto, pode-se por exemplo manter a fase da portadora em 0°
quando ocorrer um bit 1 e alterar a fase da portadora quando ocorrer um bit 0. Como nos
casos da modulações anteriores, também tem-se o BPSK e MPSK. Em particular para o
BPSK, define-se o PRK (phase reversal keying) como um PSK com 2 fases a 180º.
FIGURA 10 – REPRESENTAÇÃO DA MODULAÇÃO PSK
17
A constelação de símbolos de um modem é um diagrama com representação
vetorial de cada símbolo transmitido pelo modem. Nesse caso, cada símbolo associado ao
seu deslocamento de fase e amplitude é representado no diagrama com sendo um ponto.
A distância desse ponto ao centro dos eixos corresponde à amplitude do símbolo e sua
posição angular em relação ao eixo das abcissas (X) corresponde ao deslocamento de fase
do símbolo. (Montoro, 1995)[SIL].
A
(∆Φ)
Y
Amplitude da portadora modulada
Símbolo
Defasagem da portadora modulada com relação ao símbolo
anterior
A
y
X
A . cos (): componente da quadratura X
Y
A . sen (∆Φ): componente da quadratura Y
∆Φ
X
x
Com o auxílio dessa representação de símbolos, é possível a construção de
diagramas de constelações para diversos tipos de modulações. O diagrama (a) da figura
11, mostra a representação de símbolos de uma modulação DPSK-2, com símbolos em 0º
e 180º. Na seqüência, a figura 11 (b) mostra uma representação para a mesma modulação,
mas com símbolos em 90º e 270º. Os diagramas (c) e (d) mostram constelações para o
DPSK-4 e 8, respectivamente.
Y
180º
Y
Y
90º
180º
0º
270º
(a)
Modem V26 bis
1200 bps
Bits
x
y
0
0
1
1
0
-1
(b)
45º
135º
0º
X
X
Y
90º
90º
0º
180º
X
270º
Modem V27 bis
2400 bps (1200
baud)
Bits
x
y
00
1
0
01
0
1
11
-1
0
10
0
-1
(c)
X
315º
225º
270º
Modem V27
4800 bps (1600
baud)
Bits
x
y
001
1
0
000 v2/2
v2/2
010
0
1
011 -v2/2 v2/2
111
-1
0
110 -v2/2 -v2/2
100
0
-1
101 v2/2 -v2/2
(d)
FIGURA 11 – REPRESENTAÇÃO DE SÍMBOLOS DA MOD. DPSK
18
Outra maneira de analisar a modulaçào PSK é através dos diagrmas fasoriais. Os
diagramas fasoriais para o PRK estão ilustrados na figura 12. Observa-se que a
diminuição da potência de transmissão do PSK implica no aumento da probabilidade de
erro pois os círculos de indecisão estarão mais próximos. Observa-se que a diminuição da
potência de transmissão do PSK implica no aumento da probabilidade de erro pois os
círculos de indecisão estarão mais próximos.
FIGURA 12 – DIAGRAMA FASORIAL DA MODULAÇÃO PSK
A banda do sinal BPSK é idêntico ao BASK quando o sinal modulante é bipolar.
Dessa forma, pode-se afirmar que a banda para a transmissão do BPSK é a mesma do
BASK, ou seja, B = 2f; como f = 1/σ, para os sinais binários, VS = 1/σ e B = 2f = 2(1/2σ)
= VS, ou seja, B = VS. Assim, a banda necessária em Hz é igual (em módulo) à velocidade
de transmissão de dados em bits por segundo.
Assim como no caso do BASK ideal, o PRK ideal também ocuparia uma banda de
freqüências infinita. Também como naquele caso, a banda PRK pode ser limitada
(filtragem) antes ou depois da modulação.
19
4.1 Modulação QPSK
Pode-se definir um sinal QPSK como sendo a composição de dois PRK's em
quadratura de fase: PRK1 variando de 0º a 180º e PRK2 variando de 90º a 270º. Se τ for a
duração dos pulsos elementares do sinal quaternário, os dois PRK's necessitam da mesma
banda B em torno da freqüência da portadora, ou seja, B = 2f’= 2 (1/2τ) = 1/τ = VM
Logo, o QPSK precisará da mesma banda B = 1/τ centrada em torno da portadorea,
pois é a soma dos dois PRK. Como o QPSK é um sinal quaternário oriundo de uma
codificação dibit, tem-se que o tempo de bit corresponde a equação 4.1.
VS = VM (log24) = (VM)2 = (1/τ)2 = (2/τ) ∴ τ = 2/VS
(equação 4.1)
Assim, a banda B em função da velocidade de transmissão é definida pela equação 4.2.
B = 1/τ = 1/(2/VS) = VS/2
(equação 4.2)
Sendo:
-
B: largura de banda [Hz];
-
Vs: velocidade de transmissão [bps];
Genericamente, para um sinal MPSK qualquer, estendendo o raciocínio anterior chega-se
a equação 4.3.
B = 1/τ = 1/(n/VS) = 1/(log2N/VS) = VS/log2N
(equação 4.3)
4.2 Modulação DPSK
A Modulação Diferencial por Chaveamento de Fase (Silva, 1978) é uma variante da PSK,
onde a cada bit não se associa uma fase da portadora, mas, sim, uma mudança ou não
desta mesma fase, ou seja, para cada bit 0, efetua-se uma inversão de 180º na fase da
20
portadora e, no bit 1, não se altera a fase. As alterações de fase são realizadas tomando-se
como referência a última alteração produzida. Para isso, a codificação dos estados da
modulação é feita pela diferença de fase entre pulsos sucessivos. Entre as vantagens do
sistema diferencial está a dispensa, na geração local (na recepção), de uma portadora para
demodular os dados (o que se faz necessário no PSK convencional onde a portadora local
deve ter coerência de freqüência e fase com a portadora de transmissão – esses sistema
são chamados de coerentes). Além disso, o fato da modulação ser diferencial faz com que
haja sincronismo na linha de comunicação quando da ocorrência, por exemplo, de longas
seqüências de bits 1.
A figura 13 ilustra uma forma de se obter o DPSK (parte a). Nesse caso, a cada
momento a entrada de sinal (binário) é comparada com a anterior, que é armazenada com
um retardo igual à duração de um pulso. Cada vez que a entrada de sinal é igual à anterior
armazenada, é produzida a saída zero no codificador; cada vez que forem diferentes, é
produzida a saída um.
FIGURA 13 – MODULAÇÃO DIFERENCIAL PSK
21
Na recepção (parte b), o circuito opera com um retardo de um pulso. Cada trecho
da portadora no intervalo correspondente a um pulso é comparado em fase com o trecho
anterior, que é a referência de fase para a demodulação. Embora o sistema DPSK elimine
a geração local da portadora na recepção, implica no uso de uma codificação diferencial,
mais sofisticada que o normal. Na figura 14 é apresentado um exemplo da modulação
PSK de 8 estados (PSK-8).
FIGURA 14 – EXEMPLO DA MODULAÇÃO PSK-8
Na figura 15 é apresentado um diagrama em blocos da detecção coerente para a
modulação PSK-8.
FIGURA 15 – DETECÇÃO COERENTE PARA A MOD. PSK-8
22
5 MODULAÇÃO QAM
A modulação por amplitude e quadratura (QAM) é resultante de uma combinação
entre as modulações ASK e PSK. O mapeamento por código Gray é o método utilizado na
distribuição do código binário do diagrama de irradiação, pois a distância de Hamming
entre os código adjacentes é de uma unidade. Na figura 16 é apresentado o diagrama de
constelação da modulação QAM-16. Se o diagrama for analisado de acordo com o plano
de Argand-Gauss, pode-se definir três valores de módulos distintos e três fase distintas
por quadrante, ou seja, numa representação a modulação QAM-16 tem três valores de
módulos possíveis e doze valores de fase distintos.
FIGURA 16 – DIAGRAMA DE CONSTELAÇÃO QAM-16
Para formar o sinal é utilizada um portadora que recebe nível de amplitude (q)
determinado pela informação e a portadora é defasada em 90º e recebe um nível de
amplitude (i). Os dois sinais são somados formando o sinal QAM, na equação 5.1 é
descrito a função do sinal QAM.
S(t) = q . sen (ω.t) + i .cos (ω.t)
(equação 5.1)
Sendo:
-
q e i: amplitudes com níveis e polaridades determinadas pelo código.
-
ω: frequência portadora = 2. π.f [Hz]
23
Na figura 17 é apresentado o diagrama em blocos do modulador QAM com base
na equação 2.5.
FIGURA 17 – DIAGRAMA EM BLOCOS DO MODULADOR QAM
A recomendação de transmissão V.29 definiu que o bit mais significativo do
código representa a amplitude do sinal e os três bits representam a fase do sinal, ou seja,
para definir o valor do bit que representa a amplitude deve verificar o valor
correspondente a fase do sinal. Na tabela 2 é apresentado um esquema de representação
do padrão V.29
Q1
Amplitude
Fase do
do sinal
sinal
0
3.00 V
0, 90º,
1
5.00 V
180º e 270º
0
1.41 V
45º, 135º,
1
4.24 V
225º e 315º
TABELA 2 – REPRESENTAÇÃO DO PADRÃO V.29
Além do QAM-16, foram desenvolvidas modulações com maior capacidade de
transmissão como o QAM-32.
24
6 CONCLUSÃO
Nesse trabalho foram apresentados os principais tipos de modulação digital.
Primeiramente foram analisados os conceitos básicos de modulação e a necessidade de
utilizar essa técnica para a transmissão de informação. A primeira técnica analisada foi a
modulação ASK e as suas variações. Apesar do aumento da capacidade de transmissão
pela modulação multi nível ASK, essa modulação só pode ser utilizada em meios com
baixo ruído, podendo ser utilizada na modulação do nível de intensidade de um LED nas
transmissões ópticas.
A segunda técnica analisada foi a modulação FSK, apresentando como principal
característica um elevada imunidade a ruídos, contudo a modulação FSK possui baixa
capacidade de transmissão e a utilização de técnicas com múltiplas frequências (MFSK)
ocupa uma elevada largura de banda e aumenta a quantidade de filtros dos equipamentos..
A terceira técnica analisada foi a modulação por deslocamento de fase, sendo muito
utilizada na transmissão de modens, essa modulação tornou-se a mais viável
economicamente. Com a necessidade do aumento da capacidade de transmissão, foi
desenvolvido uma combinação das técnicas ASK e PSK que foi adotado como padrão de
transmissão para alguns modens.
Atualmente as técnicas de modulação visam aumentar a capacidade de transmissão
e reduzir a largura de banda ocupada, afim de obter a máxima eficiência do canal de
comunicação.
25
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[01] SCHWARTZ, Mischa. Information transmission, Modulation and Noise., 1979
McGraw-Hill Inc.
[02] SILVA, Gilberto Vianna Ferreira da; BARRADAS, Ovídio Cesar Machado.
Telecomunicações: Sistemas de Radiovisibilidade. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e
Científicos, Embratel, 1978.
[03] MODEM UP22BIS - Manual de Operação e Instalação Modem UP22bis. Parks
Informática. Versão 04. Montoro, F. A. MODEM. SP: Érica, 1995.
[04] ROESLER, Valter. Banda base e modulação analógica. Disponível em:
http://www.inf.unisinos.br/~roesler/disciplinas/0_comunicdados/10_modula_analogico/tp
_modula.pdf . Acesso em: 17 de setembro de 2006.
[05] MOUTINHO, Adriano. Princípios de telecomunicações I – Modulação digital.
Universidade Estadual do Rio de Janeiro. Disponível em: <http://
www.adrianomoutinho.com/trabalhos/ modulacao_entrada_digital.pdf>. Acesso em: 17
de setembro de 2006.
[06] BERNAL, Volnys Borges. Transmissão da informação – Multiplexação. USP.
Disponível em: <http://www.lsi.usp.br/~volnys/courses/redes/pdf/04MULT-col.pdf>.
Acesso em: 20 de setembro de 2006.