Modulación por amplitud de pulsos

Modulación por amplitud de pulsos
Principio de la modulación por amplitud de pulsos (PAM); (1) Señal original, (2) Señal-PAM, (a) Amplitud de la señal, (b) Tiempo

La modulación por amplitud de pulsos (Pulse Amplitude-Modulation) (PAM) es la más sencilla de las modulaciones digitales. Consiste en cambiar la amplitud de una señal, de frecuencia fija, en función del símbolo a transmitir. Esto puede conseguirse con un amplificador de ganancia variable o seleccionando la señal de un banco de osciladores. (incluir dibujo de un modulador con amplificador variable) (incluir dibujo de un banco de osciladores)

Dichas amplitudes pueden ser reales o complejas. Si representamos las amplitudes en el plano complejo tenemos lo que se llaman constelaciones de señal (incluir dibujo). En función del número de símbolos o amplitudes posibles se llama a la modulación N-PAM. Así podemos tener 2PAM, 4PAM, 260PAM. De la correcta elección de los puntos de la constelación (amplitudes) depende la inmunidad a ruido (distancia entre puntos) o la energía por bit (distancia al origen).

Ejemplo 1 Constelación de dos símbolos asimétrica. Nuestra señal modulada será A_k\times sin(w_0 t), donde Ak es la amplitud que depende de la señal moduladora xk = 0,1. Si tomamos amplitud nula para los bits 0 y amplitud A (real pura) para los bits 1, vemos la constelación no está centrada en el origen.

La distancia entre símbolos será A, que nos protege frente a ruido. La energía media por bit será \frac{1}{2}(0)^2+\frac{1}{2}(A)^2 = \frac{A^2}{2}

Ejemplo 2

Constelación de dos símbolos simétrica. Esta vez asignaremos amplitudes -\frac{A}{2} y \frac{A}{2} respectivamente.

La distancia entre símbolos es de nuevo A. No hemos perdido inmunidad frente al ruido.

La energía media por bit será

\frac{1}{2}\times(\frac{-A}{2})^2+\frac{1}{2}\times(\frac{A}{2})^2 = \frac{2\times A^2}{8} = \frac{A^2}{4}

Necesitamos la mitad de energía para enviar la misma señal, con la misma calidad o inmunidad frente a ruido. O lo que es lo mismo, necesitamos 3dB menos de potencia para enviar una señal con una relación señal-ruido (SNR) constante; o bien podemos invertir esos 3dB en mejorar la SNR.

Véase también


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