Comunicación digital - Codificación M-ary

La palabra binario representa dos bits. M representa un dígito que corresponde al número de condiciones, niveles o combinaciones posibles para un número dado de variables binarias.

Este es el tipo de técnica de modulación digital utilizada para la transmisión de datos en la que en lugar de un bit, se transmiten dos o más bits a la vez. Como se utiliza una única señal para la transmisión de múltiples bits, se reduce el ancho de banda del canal.

Ecuación M-aria

Si una señal digital se da bajo cuatro condiciones, como niveles de voltaje, frecuencias, fases y amplitud, entonces M = 4.

El número de bits necesarios para producir un número dado de condiciones se expresa matemáticamente como

$$ N = \ log_ {2} {M} $$

Dónde

N es el número de bits necesarios

M es el número de condiciones, niveles o combinaciones posibles con N bits.

La ecuación anterior se puede reorganizar como

$$ 2 ^ N = M $$

Por ejemplo, con dos bits, 22 = 4 las condiciones son posibles.

Tipos de técnicas M-ary

En general, las técnicas de modulación multinivel (M-ary) se utilizan en comunicaciones digitales ya que las entradas digitales con más de dos niveles de modulación están permitidas en la entrada del transmisor. Por lo tanto, estas técnicas son eficientes en ancho de banda.

Existen muchas técnicas de modulación M-ary. Algunas de estas técnicas modulan un parámetro de la señal portadora, como amplitud, fase y frecuencia.

M-ary PREGUNTE

Esto se llama Modulación por desplazamiento de amplitud M-ary (M-ASK) o Modulación de amplitud de pulso M-ary (PAM).

los amplitude de la señal portadora, toma M niveles diferentes.

Representación de M-ary ASK

$ S_m (t) = A_mcos (2 \ pi f_ct) \ quad A_m \ epsilon {(2m - 1 - M) \ Delta, m = 1,2 ... \: .M} \ quad y \ quad 0 \ leq t \ leq T_s $

Algunas características destacadas de M-ary ASK son:

  • Este método también se utiliza en PAM.
  • Su implementación es sencilla.
  • M-ary ASK es susceptible al ruido y la distorsión.

M-ary FSK

Esto se denomina Modulación por desplazamiento de frecuencia M-ary (M-ary FSK).

los frequency de la señal portadora, toma M niveles diferentes.

Representación de M-ary FSK

$ S_i (t) = \ sqrt {\ frac {2E_s} {T_s}} \ cos \ left (\ frac {\ pi} {T_s} \ left (n_c + i \ right) t \ right) $ $ 0 \ leq t \ leq T_s \ quad y \ quad i = 1,2,3 ... \: ..M $

Donde $ f_c = \ frac {n_c} {2T_s} $ para algún entero fijo n.

Algunas características destacadas de M-ary FSK son:

  • No es susceptible al ruido tanto como ASK.

  • El transmitido M número de señales son iguales en energía y duración.

  • Las señales están separadas por $ \ frac {1} {2T_s} $ Hz haciendo que las señales sean ortogonales entre sí.

  • Ya que M las señales son ortogonales, no hay aglomeración en el espacio de señales.

  • La eficiencia del ancho de banda de M-ary FSK disminuye y la eficiencia energética aumenta con el aumento de M.

M-ary PSK

Esto se conoce como Modulación por desplazamiento de fase M-ary (M-ary PSK).

los phase de la señal portadora, toma M niveles diferentes.

Representación de M-ary PSK

$ S_i (t) = \ sqrt {\ frac {2E} {T}} \ cos \ left (w_o t + \ phi _it \ right) $ $ 0 \ leq t \ leq T \ quad y \ quad i = 1,2 ... M $

$$ \ phi _i \ left (t \ right) = \ frac {2 \ pi i} {M} \ quad donde \ quad i = 1,2,3 ... \: ... M $$

Algunas características destacadas de M-ary PSK son:

  • La envolvente es constante con más posibilidades de fase.

  • Este método se utilizó durante los primeros días de la comunicación espacial.

  • Mejor rendimiento que ASK y FSK.

  • Error mínimo de estimación de fase en el receptor.

  • La eficiencia del ancho de banda de M-ary PSK disminuye y la eficiencia energética aumenta con el aumento de M.

Hasta ahora, hemos discutido diferentes técnicas de modulación. La salida de todas estas técnicas es una secuencia binaria, representada como1s y 0s. Esta información binaria o digital tiene muchos tipos y formas, que se comentan más a fondo.