qpsk teoria

7/24/2019 qpsk teoria

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Este esquema de modulacin es conocido tambin como Quaternary PSK (PSK Cuaternaria),

Quadriphase PSK (PSK Cuadrafsica) o !"Q#$, pese a las diferencias e%istentes entre Q#$

y QPSK& Esta modulacin di'ital es representada en el dia'rama de constelacin por cuatro

puntos equidistantes del ori'en de coordenadas& Con cuatro fases, QPSK puede codificar dos

bits por cada smbolo& a asi'nacin de bits a cada smbolo suele hacerse mediante el cdi'o

*ray, que consiste en que, entre dos smbolos adyacentes, los smbolos solo se diferencian

en + bit, con lo que se lo'ra minimiar la tasa de bits errneos&

El anlisis matemtico muestra que un sistema QPSK puede usarse tanto para duplicar la

tasa de datos, en comparacin con otro -PSK mientras se mantiene el ancho de banda de la

se.al o para mantener la tasas de datos de -PSK sin di/idir a la mitad el ancho de banda& En

este 0ltimo caso, la tasa de errores de bit (-E1) es e%actamente i'ual para ambas

modulaciones, lo que puede ori'inar confusiones al describirlas y considerarlas&

1especto a un ancho de banda predeterminado, la /enta2a de QPSK sobre -PSK est quecon el primero se transmite el doble de la /elocidad de datos en un ancho de banda

determinado en comparacin con -PSK, usando la misma tasa de error& Como contraparte,

los transmisores y receptores QPSK son ms complicados que los de -PSK, aunque con las

modernas tecnolo'as electrnicas, el costo es muy moderado&

Como ocurre con -PSK, hay problemas de ambi'3edad de fase en el e%tremo receptor, y a

menudo se utilia QPSK codificado en forma diferencial en la prctica&

Implementacin4editar5

a implementacin de QPSK es ms 'eneral que la de -PSK y tambin indica la aplicacin demodulacin PSK de orden superior& Escribiendo la ecuacin que representa al smbolo n"

simo, , en el dia'rama de constelacin en trminos de las ondas portadoras en

cuadratura se obtiene6

lo cual proporciona las fases de !78 (9:! rad), +;78 (;9:! rad),


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siendo el componente >en"fase> (e2e ?) de la se.al y el componente en

cuadratura& Por tanto, cada uno de los puntos del dia'rama de constelacin se

representa, sustituyendo a >n> por los cuatro /alores que son aceptados, mediante

las coordenadas6

Comparando las funciones de base obtenidas con las de -PSK, se muestra

claramente que QPSK se puede /er como dos se.ales -PSK independientes&

@ay que tener en cuenta que para los puntos de espacio de se.al para -PSK

no es necesario di/idir el smbolo (bit) de ener'a a tra/s de los dos

portadores en el esquema mostrado en el dia'rama de constelacin -PSK&

os sistemas QPSK se pueden implementar en di/ersas formas& as

si'uientes 'rficas muestran los principales componentes del transmisor y del

receptor6

$odulador QPSK& El flu2o binario es di/idido dos componentes, denominados

canales I(inphase, en fase) y Q(quadrature, en cuadratura) que modulan

independientemente a dos portadoras orto'onales entre s& Aespus, las dos se.ales

se superponen, y la se.al resultante es la se.al QPSK& En la fi'ura se muestran dos

codificadores (B1 Encoder) que se pueden colocar antes de la entrada del flu2o de

datos binario, aunque han sido colocados despus para ilustrar la diferencia

conceptual entre se.ales di'itales y anal'icas in/olucradas en la modulacin di'ital&

a implementacin es seme2ante al modulador de Q#$ di'ital&
http://es.wikipedia.org/wiki/QAM#QAM_Cuantizadahttp://es.wikipedia.org/wiki/QAM#QAM_Cuantizadahttp://es.wikipedia.org/wiki/QAM#QAM_Cuantizada


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Aemodulador QPSK& Cada dispositi/o de deteccin usa un /alor umbral de referencia

para determinar si se ha detectado un D o un +&

Tasa de error de bit4editar5

#unque QPSK puede ser /ista como una modulacin cuaternaria, es ms fcil

de /erla como dos portadoras en cuadratura moduladas de forma

independiente& Con esta interpretacin, los bits pares (o impares) se utilian

para modular la componente en fase de la portadora, mientras que los dems

bits se utilian para modular la componente en cuadratura de fase de la

portadora& -PSK se utilia en ambas portadoras y pueden ser

independientemente demoduladas&

Como resultado, la probabilidad de error de bit para QPSK es la misma que

para -PSK6

Sin embar'o, con el fin de lo'rar la misma probabilidad de error de bit que

tiene -PSK, QPSK utilia el doble de la potencia, ya que dos bits se

transmiten simultneamente&

a tasa de error de smbolo est dada por6

&

Si la relacin de se.al a ruidoes alta, como ocurre en los sistemas

prcticos QPSK, la probabilidad de error de smbolo se puede apro%imar

a6

QPSK en el dominio temporal4editar5

Para comprender el funcionamiento de QPSK en el dominio temporal,

es necesario analiar lo que ocurre cuando las portadoras en

cuadratura son moduladas con un flu2o de datos que contiene todas

las se.ales posibles& En el dia'rama ane%o, se pueden obser/ar las

se.ales Iy Qque se obtienen a la salida de cada modulador y la

se.al total a la salida del sumador lineal&
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=13http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_se%C3%B1al/ruidohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=14http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=13http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_se%C3%B1al/ruidohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=14


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El tomar cuatro /alores de la fase (dos bits) a la /e para construir un

smbolo QPSK puede permitir que la fase de la se.al salte hasta +FD8

a la /e& Cuando la se.al pasa por un filtro de paso ba2o (como es

tpico en un transmisor), estos desplaamientos de fase dan como

resultado fluctuaciones de 'ran amplitud, al'o indeseable en lossistemas de comunicacin& $ediante la compensacin o des/iacin

de la sincroniacin de los bits >en"fase> (I) y >en cuadratura> (Q) por

un periodo de bit, o la mitad de un perodo de smbolo, los

componentes en fase y en cuadratura no cambiarn nunca al mismo

tiempo& En el dia'rama de constelacin respecti/o, se puede /er que

esto limitar el desplaamiento de fase a no ms de GD8 a la /e&

Esto proporciona fluctuaciones de amplitud mucho menores que en la

QPSK tradicional y se prefiere a /eces en la prctica&

El dia'rama temporal ba2o estas lneas muestra la diferencia en el

comportamiento de la fase entre la QPSK tradicional y la

compensada& #qu puede obser/arse que en el dia'rama superior la

fase puede cambiar hasta +FD8 a la /e, mientras que los cambios de

fase en QPSK nunca son mayores a GD8&

Aiferencias de fase entre QPSK y QPSK&

a representacin en el e2e del tiempo de una se.al tpica en QPSK

es mostrada en el dia'rama de aba2o& bsr/ese el desfase por un

perodo de medio smbolo entre las se.ales Iy Q& os cambios


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abruptos de fase ocurren apro%imadamente dos /eces, al i'ual que

en QPSK pero son ms peque.os&

Aia'rama temporal para la QPSK compensada (QPSK)& a secuencia del

flu2o de datos se muestra ba2o el e2e del tiempo& os componentes Iy Qcon

sus asi'naciones son mostrados en la parte superior y la se.al combinada

est en el fondo&

/4QPSK4editar5

Aia'rama doble de constelacin para 9:!"QPSK que muestra las dos

constelaciones con codificacin *ray 'irada en !78 una con respecto a la

otra&

Esta /ariante de QPSK utilia dos constelaciones idnticas que son

'iradas en !78 o 9:! (de ah su nombre) una con respecto a la otra&

Por lo 'eneral, cualquiera de los smbolos pares o impares se utilian

para seleccionar los puntos de una de las constelaciones y los otros

smbolos seleccionan puntos de la otra& Esto tambin reduce los

desfases hasta un m%imo de +;78&
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=17http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=17


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Hna propiedad que este esquema de modulacin posee, es que si la

se.al modulada se representa en el plano comple2o, sta no pasa por

el ori'en& Esto reduce el ran'o dinmico de las fluctuaciones en la

se.al, lo que es deseable cuando se producen las se.ales de

comunicaciones& Por otra parte, este tipo de modulacin se presta auna demodulacin fcil y ha sido adoptado para su uso en, por

e2emplo, la tcnica IA$#de redes de telefona celular&

#ba2o se muestra el dia'rama temporal para este esquema de

modulacin& a construccin de la se.al es la misma que en la QPSK

tradicional& os smbolos sucesi/os son tomados de las dos

constelaciones que forman este esquema& #s, el primer smbolo

(marcado como 1 1) es tomado de la constelacin coloreada de aul

y el se'undo smbolo ( ) pro/iene de la constelacin en /erde&

Puede notarse que las ma'nitudes de las ondas Iy Qcambian

mientras se hacen cambios de smbolos entre constelaciones, pero la

ma'nitud de la se.al total permanece constante&

Aia'rama de tiempo para 9:!"QPSK& El flu2o de datos se muestra en el e2e

temporal& as se.ales Iy Qse muestran en la parte superior y en la inferior

se encuentra la se.al combinada& Bote que los smbolos sucesi/os son

tomados alternati/amente entre las dos constelaciones&

SOQPSK (S!aped OQPSK)4editar5

El esquema de modulacin di'ital SQPSK (Shaped ffset QPSK,

que puede traducirse como QPSK de desplazamiento continuo) es

una modulacin altamente eficiente en cuanto al uso de ancho de

banda, ya que, al i'ual que en QPSK, las se.ales en los

canales Iy Qson desplaadas por la mitad de un tiempo de smbolo,
http://es.wikipedia.org/wiki/Acceso_m%C3%BAltiple_por_divisi%C3%B3n_de_tiempohttp://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_celularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_celularhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=18http://es.wikipedia.org/wiki/Acceso_m%C3%BAltiple_por_divisi%C3%B3n_de_tiempohttp://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_celularhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=18


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por lo que no e%isten desplaamientos de fase de +FD8 y se limita el

uso del ancho de banda& a SQPSK lle/a ms all la eficiencia en

el uso del ancho de banda ya que las transiciones de fase son

continuas (shaped, como se denomina en la 2er'a tcnica en idioma

in'ls) en lu'ar de ser instantneas como en los dems esquemas&;

a se.al en SQPSK tiene la forma de un modulacin de fase

contnua y se define mediante la si'uiente frmula6!

donde6

es la funcin que transporta los cambios de fase y

es la fase inicial&

# su /e, es definida mediante la sumatoria6

con6

En estas 0ltimas ecuaciones, es el ndice de

modulacin es el pulso de fase y denota la

frecuencia instantnea de una funcin de pulso y los

n0meros son los smbolos transmitidos que toman los

/alores de J+, D y "+& Por tanto, esta es una modulacin

contnua de fase de tipo ternario&

Para 'enerar una se.al SQPSK se usa un sistema que

se presenta en el dia'rama de bloques, en el cual el flu2o

de datos de tipo B1 (no"retorno a cero) es introducido a

un precodificador que 'enera una se.al ternaria y los

pulsos que se 'eneran son >sua/iados> para ahorrar

ancho de banda y lue'o pasados por un inte'rador, para

lue'o 'enerar las se.ales respecti/as en los canales ? y

Q del modulador di'ital&

"QPSK ("e!er#patented QPSK)4editar5
http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-soqpsk-4http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=19http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-soqpsk-4http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=19


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a modulacin di'ital QPSK (Feher-patented QPSK,

que puede traducirse como >QPSK patentado por

eher>), es un esquema de QPSK patentado por el

cientfico estadounidense Kamilo eher7Lque en'loba la

combinacin de en/ol/ente constante y estrechamientodel ancho de banda basndose en la modulacin

QPSK&!En la fi'ura ad2unta se muestra que el flu2o de

datos de entrada es di/idido en dos canales de

datos Iy Qmediante un con/ertidor >serie a paralelo>& a

se.al del canal Qes retrasada en una cantidad de medio

tiempo de smbolo& as se.ales obtenidas son

rectan'ulares y los codificadores ?M (?nterference and

Mitter ree, cuya traduccin es >ibre de ?nterferencia

y Mitter>) se encar'an de >sua/iar> los pulsos paradisminuir el ancho de banda& El bloque del >correlator

cruado> se encar'a de reducir la fluctuacin de la se.al

de ;d-a Dd-, de modo que se pueda 'enerar una se.al

con en/ol/ente constante o casi constante, pero

ampliando li'eramente su ancho de banda& as se.ales

de salida I(t)yQ(t)mediante dos moduladores de

producto, modulan una misma se.al portadora con

diferencia de fase de GD8, en un monta2e similar a de las

modulaciones Q#$ y QPSK&

El receptor para este esquema en su forma ptima es

comple2o& a se.al recibida, como en otras modulaciones

di'itales, es di/idida en dos y se diri'e a dos

moduladores de producto que usan la se.al portadora

recuperada con un desfase de GD8& a salida de cada

modulador es procesada para obtener las se.ales

y a partir de las cuales, se obtienen las

se.ales Iy Qori'inales&

$PQPSK4editar5

Es la si'la de $%al#polari&ation '%adrat%re p!ase s!it

e*in+(que puede traducirse como odulaci!n por

desplazamiento de fase en cuadratura de polarizaci!n

dual), esquema que implica la multiple%acinde

polariacin de dos se.ales diferentes QPSK, lo que
http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-5http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-soqpsk-4http://es.wikipedia.org/wiki/Jitterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Decibeliohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=20http://es.wikipedia.org/wiki/Multiplexaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-5http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase#cite_note-soqpsk-4http://es.wikipedia.org/wiki/Jitterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Decibeliohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase&action=edit&section=20http://es.wikipedia.org/wiki/Multiplexaci%C3%B3n


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duplica la eficiencia espectral& Esta es una alternati/a

efecti/a en costo, a la utiliacin de +L"PSK en lu'ar de

QPSK para duplicar la eficiencia espectral&

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