{"id":338,"date":"2016-08-09T08:37:23","date_gmt":"2016-08-09T06:37:23","guid":{"rendered":"http:\/\/www.comunicacionesinalambricashoy.com\/wireless\/?p=338"},"modified":"2024-04-02T18:12:09","modified_gmt":"2024-04-02T16:12:09","slug":"conceptos-tecnicos-sobre-modulacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.comunicacionesinalambricashoy.com\/wireless\/conceptos-tecnicos-sobre-modulacion\/","title":{"rendered":"Conceptos t\u00e9cnicos sobre modulaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"\n

Uno de los visitantes del blog me hizo un comentario sobre uno de los art\u00edculos anteriores Uso de frecuencias no licenciadas<\/a><\/strong> donde yo hablaba someramente sobre las modulaciones. Me ped\u00eda que extendiera m\u00e1s la explicaci\u00f3n sobre ellas.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

En el art\u00edculo conceptos b\u00e1sicos de WiFi<\/a><\/strong> hablo un poco sobre las modulaciones, pero me parece interesante volver a los conceptos t\u00e9cnicos para poder entender mejor c\u00f3mo funciona la tecnolog\u00eda<\/strong>. Estos conceptos de los que hablar\u00e9 se aplican no solo a Wi-Fi sino a la mayor\u00eda de las tecnolog\u00edas utilizadas en radio, particularmente la modulaci\u00f3n, desde las emisoras de radio AM y FM hasta los enlaces de gran ancho de banda utilizados para transmitir las emisiones de televisi\u00f3n por todo el pa\u00eds.<\/p>\n\n\n\n

La modulaci\u00f3n<\/strong> tiene que ver con la cantidad de informaci\u00f3n que podemos transmitir por Hz. Los Hertz (espectro radioel\u00e9ctrico) son fijos, es la frecuencia con la que transmitimos<\/strong> y dos equipos no pueden transmitir en la misma frecuencia en sitios cercanos sin interferirse<\/strong>. Tampoco se puede ampliar el espectro radioel\u00e9ctrico, las frecuencias son las que hay y solo se pueden asignar a diferentes usos o subdividir en canales m\u00e1s peque\u00f1os, pero son las que hay. Para poder transmitir m\u00e1s informaci\u00f3n en el mismo espectro disponible se utiliza la modulaci\u00f3n, en cada Hertz de frecuencia se mandan m\u00e1s bits con modulaciones cada vez m\u00e1s complicadas.<\/p>\n\n\n\n

No voy a meterme en definiciones te\u00f3ricas o presentar las f\u00f3rmulas para modular una se\u00f1al, me interesa m\u00e1s explicar los efectos pr\u00e1cticos de modular una se\u00f1al. Hay dos efectos principales<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n

\n

Al modular una se\u00f1al podemos trasmitir m\u00e1s informaci\u00f3n que al no modularlo.<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Cuantos m\u00e1s datos podamos transmitir, m\u00e1s compleja la modulaci\u00f3n y por lo tanto m\u00e1s sensible a interferencias y errores.<\/p>\n\n\n\n

Actualmente las t\u00e9cnicas de modulaci\u00f3n digital m\u00e1s usadas<\/strong> son<\/strong> Modulaci\u00f3n por desplazamiento de fase (PSK) y Modulaci\u00f3n de amplitud en cuadratura (QAM)<\/strong>. El primer tipo es el m\u00e1s sencillo y t\u00edpicamente se usa binario o de 4 estados.<\/p>\n\n\n\n

Modulaci\u00f3n BPSK y QPSK<\/h3>\n\n\n
\n
\"Modulaci\u00f3n<\/a>
Modulaci\u00f3n por desplazamiento de fase (PSK)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La informaci\u00f3n en un enlace radio viaja en forma de ondas<\/strong> y con esta modulaci\u00f3n lo que se hace es cambiar la fase de la onda para cambiar el s\u00edmbolo o bit mandado. En BPSK tenemos dos posiciones para cambiar de fase representando el 0 y el 1. En QPSK tenemos cuatro posiciones representando 00, 01, 10 y 11, de esta manera en QPSK se manda m\u00e1s informaci\u00f3n que en BPSK utilizando en mismo espectro de frecuencias o ancho de canal.<\/p>\n\n\n\n

Modulaci\u00f3n QAM<\/h3>\n\n\n
\n
\"Modulaci\u00f3n<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

En la modulaci\u00f3n QAM se utiliza tanto un cambio de fase como un cambio de amplitud o potencia<\/strong>. De esta manera tenemos m\u00e1s formas de decisi\u00f3n y podemos mandar m\u00e1s bits. Hay varios tipos dependiendo del n\u00famero de puntos de decisi\u00f3n 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1024QAM, etc. Cuantos m\u00e1s puntos de decisi\u00f3n tenemos, m\u00e1s dif\u00edcil es discernir entre uno y otro y saber si lo que se est\u00e1 mandando es un 1 o un 0.<\/p>\n\n\n

\n
\"Modulaci\u00f3n<\/a>
Modulaci\u00f3n 64QAM<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La modulaci\u00f3n 16QAM se representa como en la figura, donde cada uno de los puntos negros representa 4 bits. Cada uno de estos puntos tiene una amplitud (distancia respecto al centro) y una fase (grados respecto a la l\u00ednea vertical). Cuando la onda es recibida en alguno de estos puntos, el receptor sabe qu\u00e9 bits fueron mandados.<\/p>\n\n\n\n

Para 64QAM hay 64 puntos en vez de 16 como se muestra en la siguiente figura, por lo que la diferencia en fase y amplitud entre dos puntos es mucho menor. Con esta modulaci\u00f3n se pueden mandar m\u00e1s bits que en 16QAM, 6 por cada periodo de muestra, en vez de 4 en 16QAM.<\/p>\n\n\n\n

El problema estriba en que en el mundo real las interferencias, obstrucciones y propagaci\u00f3n de la informaci\u00f3n por el aire hace que la fase y amplitud var\u00ede, por lo que en el receptor no todas las muestras llegar\u00e1n exactamente en el punto deseado, sino en los alrededores. Si la dispersi\u00f3n es suficientemente grande, los puntos se confundir\u00e1n y podr\u00e1 haber errores. Se puede pensar en una diana de tiro con arco, si la flecha cae en el centro tenemos 100% de certeza de la informaci\u00f3n que nos mandaron, si cae en el siguiente anillo ya no se puede estar 100% seguro. Si cae alejado del centro tenemos pocas posibilidades de conocer la informaci\u00f3n enviada.<\/p>\n\n\n\n

Hay forma de graficar en un enlace real cada s\u00edmbolo enviado. Como ven en las siguientes figuras, para 16QAM tenemos 16 puntos de decisi\u00f3n y relativamente f\u00e1cil diferenciarlos, pero al subir a 64QAM, donde tenemos 64 puntos y est\u00e1n todos mucho m\u00e1s juntos es m\u00e1s complicado y hay m\u00e1s posibilidad de errores.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\n

Cuanto m\u00e1s alta es la modulaci\u00f3n, m\u00e1s puntos de decisi\u00f3n y m\u00e1s informaci\u00f3n podemos mandar por Hertz.<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

\n
\"Puntos<\/a>
Puntos de decisi\u00f3n en modulaci\u00f3n<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Para evitar o minimizar los errores y poder trabajar en modulaciones cada vez m\u00e1s altas necesitamos que el receptor en un enlace radio tenga una muy buena se\u00f1al, que la reciba con la m\u00e1xima potencia posible y que no haya interferencias o minimizarlas. Para esto los ingenieros de radio hacen la planificaci\u00f3n del sistema, utilizan calculadoras de enlaces y la regulaci\u00f3n sienta las bases para que las frecuencias se utilicen por todos seg\u00fan unas reglas \u00fanicas y prefijadas.<\/p>\n\n\n\n

Si les interesa el tema y quieren averiguar m\u00e1s, en este blog hay un art\u00edculo muy bien explicado acerca de las modulaciones http:\/\/flowersfour14.blogspot.com.es\/<\/a><\/p>\n\n\n\n

\n

\u00abEste art\u00edculo habla de una tecnolog\u00eda que tiene mucho que ver con la f\u00edsica y la matem\u00e1tica y no se pone obsoleta f\u00e1cilmente, se mejora, pero sigue estando vigente. Por eso despu\u00e9s de varios a\u00f1os, no es necesario actualizar esta entrada del blog, pero si hablo de las nuevas tecnolog\u00edas que han aparecido particularmente de Wifi 6 y las modulaciones que usa en este otro art\u00edculo<\/strong> <\/a>mucho m\u00e1s reciente. No dejen de verlo\u00bb.<\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Uno de los visitantes del blog me hizo un comentario sobre uno de los art\u00edculos anteriores Uso de frecuencias no licenciadas donde yo hablaba someramente sobre las modulaciones. 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