¿Qué es la modulación por desplazamiento de fase diferencial?

La modulación digital como PSK (phase shift keying) es un tipo de modulación que se utiliza para cambiar la fase de la señal portadora para transmitir los datos. En general, se utiliza para la comunicación inalámbrica de las redes LAN, Bluetooth y RFID. En la modulación digital, los datos digitales pueden representarse utilizando un número fijo de señales discretas. La codificación por desplazamiento de fase utiliza un número fijo de fases, donde a cada fase se le puede asignar un esquema único de dígitos binarios. Normalmente, cada fase codifica un dígito equivalente de bits. Cada esquema de bits puede formar el símbolo que se significa a través de la fase específica. El demodulador está especialmente diseñado para el conjunto de símbolos que utiliza el modulador. Los datos originales pueden recuperarse decodificando la fase de la señal recibida. Este artículo trata de una visión general de la codificación diferencial por desplazamiento de fase o DPSK.


¿Qué es la codificación diferencial por desplazamiento de fase?

Definición: DPSK son las siglas de «Differential phase-shift keying». Es un tipo de modulación de fase que se utiliza para transmitir datos alterando la fase de la onda portadora. En ella, la fase de la señal modulada se desplaza e al elemento de una señal anterior. La fase de la señal sigue el estado bajo o alto del elemento anterior. Este tipo de codificación por desplazamiento de fase no requiere una portadora sincrónica en el demodulador.

La serie de entrada de bits binarios puede cambiarse para que el siguiente bit dependa del anterior. Así, los bits anteriores recibidos en el receptor se utilizan para detectar el bit actual.

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La figura anterior es la Forma de onda DPSK. A partir de la forma de onda anterior, una vez que el bit de datos es un «0», la fase de la señal no se invertirá y continuará. Cuando el bit de datos sea un «1», la fase de la señal se invertirá.

dpsk-waveforms

En las formas de onda anteriores, el estado alto está representado por un’ dentro de la señal moduladora y el estado bajo está representado por una señal moduladora.

Modulación y demodulación DPSK

La modulación y demodulación DPSK analiza qué es la modulación DPSK y qué es la demodulación DPSK

Modulación DPSK

DPSK es un método de BPSK en el que no hay señal de fase de referencia. Aquí, la señal que se transmite se utiliza como señal de referencia. A continuación se muestra el diagrama del modulador DPSK. Esta modulación codifica dos señales distintas: la señal portadora y la señal moduladora. El desplazamiento de fase de cada señal es de 180º.

modulación dpsk
dpsk-modulación

En la figura anterior, los datos de entrada en serie pueden aplicarse a la puerta XNOR y la salida de la puerta lógica se devuelve a la entrada mediante un retardo de 1 bit. Tanto la señal de la portadora como la salida de la puerta XNOR se aplican al modulador equilibrado para poder generar la señal modulada de DPSK.

Demodulación DPSK

En este demodulador, tanto el bit anterior como el invertido se comparan entre sí. A continuación se muestra el diagrama de bloques del demodulador DPSK. Del diagrama de bloques anterior se desprende que la señal DPSK se aplica a un modulador equilibrado con una entrada de retardo de 1 bit.

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demodulación dpsk
dpsk-demodulación

Esa señal está preparada para liberarse en la dirección de las frecuencias más bajas mediante un filtro de paso bajo. Después, se transmite hacia un circuito conformador para mejorar los datos binarios únicos como la salida. En este caso, el circuito conformador es un circuito de disparo de Schmitt o comparador.

Ventajas e inconvenientes del DPSK

Las ventajas de la DPSK son las siguientes

  • Esta modulación no necesita las señales portadoras al final del circuito receptor. Por tanto, no se necesitan circuitos compuestos.
  • El ancho de banda que requiere la modulación DPSK es bajo en comparación con la modulación BPSK.
  • Los receptores no consistentes son sencillos y baratos de construir, por lo que se utilizan mucho en la comunicación inalámbrica.

Las desventajas de la DPSK son las siguientes

  • La tasa de error de bits o la posibilidad de error es alta en DPSK en contraste con BPSK.
  • La interferencia del ruido en DPSK es mayor.
  • Esta modulación emplea dos bits consecutivos destinados a su respuesta. Por tanto, el error en el bit primario hace que se produzca un error en el bit posterior, así como que se propague el error de forma consecutiva.

Aplicaciones de la modulación por desplazamiento de fase diferencial

El aplicaciones de la DPSK incluyen las siguientes.

Las aplicaciones de la codificación diferencial por desplazamiento de fase incluyen principalmente las comunicaciones inalámbricas como RFID, WLAN y Bluetooth. La aplicación más conocida es Bluetooth, donde se han utilizado alternativas de DPSK como la modulación 8-DPSK y π/4 – DQPSK

Así, DPSK es un tipo general de modulación de fase y se utiliza para transmitir datos a través de la onda portadora cambiando su fase. Este tipo de PSK elimina la necesidad de una señal de referencia consistente en el extremo del receptor, añadiendo dos operaciones fundamentales en el extremo del transmisor. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la diferencia entre DPSK y BPSK?

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