Contenido de información de modulación de amplitud versus transmisión de banda lateral única

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Una señal de radio modulada en amplitud con frecuencia portadora C, que incluye frecuencias de 0 a F, utilizará frecuencias de salida en el rango C-F a C + F, o un ancho de banda total de 2F. Un enfoque de modulación denominado modulación de banda lateral única omite las frecuencias por debajo de C o las por encima de C, y simplemente transmite las demás, sobre la base de que las frecuencias en el otro lado de C son "redundantes".

Parece, sin embargo, que hay contenido de información en las frecuencias aparentemente "redundantes". Por ejemplo, si la señal a modular en una portadora de 1MHz fuera una onda sinusoidal a 100Hz, una señal de AM contendría dos frecuencias: 999,900Hz y 1,000,100Hz. Recibir ambas frecuencias y demodularlas sería una señal de 100 Hz cuya fase coincidía con la del original.

Si la señal fuera de banda lateral única modulada (supongamos que es superior), entonces la señal modulada sería simplemente una señal continua de 1,000,100Hz. Aunque un receptor que estaba sintonizado precisamente a 1,000,000Hz sería capaz de detectar que la señal era una señal de 100Hz, no veo ningún medio por el cual pueda determinar nada sobre la fase de la misma.

Por otra parte, parece que sería posible tener dos señales moduladas en amplitud en el mismo ancho de banda si las ondas portadoras estuvieran desfasadas 90 grados, siempre que el receptor pudiera discernir qué onda portadora era cuál. Si las señales a modularse carecieran de contenido de CC, una podría obtener dicho resultado si el nivel de base de una portadora supera sustancialmente al de la otra. El receptor se bloquearía en fase en la primera señal cuando la fuerza de la portadora primaria (0 grados) estuviera al máximo.

Si se pueden usar dos canales de comunicaciones analógicas simultáneas, ¿la modulación de amplitud de dos señales con frecuencias de portadora de 90 grados fuera de fase proporcionaría el mismo nivel de eficiencia de ancho de banda que la modulación de banda lateral única? ¿Qué otros trucos existen?

(Por cierto, estoy considerando la noción de realizar una transmisión de espectro expandido mediante la modulación de amplitud de una señal de frecuencia media (por ejemplo, 100,000-250,000Hz) en una portadora de ~ 900 MHz. La mayoría de los receptores de "espectro expandido" que he Los datos observados se limitan a recibir un solo canal a la vez, pero creo que el uso de modulación y demodulación analógicas permitiría que un DSP procese muchos canales simultáneamente). Sin embargo, para obtener resultados óptimos, uno tendría que poder determinar con precisión las fases relativas de las señales que recibía.

    
pregunta supercat

3 respuestas

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Su sinusoide modulada de portadora suprimida de banda lateral única tiene una fase que se puede medir. Sin embargo, lo que no se puede decir es cuáles fueron las contribuciones de esa fase medida desde la entrada de audio y el oscilador de RF.

Hay otra forma de modulación de banda lateral única, en la que no solo se transmite una banda lateral, sino también el componente portador. Esto proporciona una referencia que se puede usar para sincronizar el LO de recepción con el de transmisión, normalmente para asegurar la sintonización exacta, pero también le brindaría la posibilidad de recuperar la fase de audio original.

También es bastante posible, especialmente con el equipo DSP moderno, transmitir dos canales de audio separados, uno en cada banda lateral. Esto se conoce comúnmente como modulación de banda lateral independiente (ISB).

Muchas implementaciones de espectro expandido están basadas en DSP y pueden recibir múltiples canales a la vez, por ejemplo, el GPS.

    
respondido por el Chris Stratton
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¿No está "simplemente" describiendo la modulación en cuadratura (I / Q)? OTOH Admiro que llegaste a la conclusión por ti mismo, sin (conscientemente) pensar en I / Q.

De el artículo de Wikipedia

  

Como todos los esquemas de modulación, QAM transmite datos cambiando algún aspecto de una señal portadora, o la onda portadora, (generalmente una sinusoide) en respuesta a una señal de datos. En el caso de QAM, la amplitud de dos ondas, 90 grados fuera de fase entre sí (en cuadratura) se modifica (modula o modifica) para representar la señal de datos. La modulación de amplitud de dos portadoras en cuadratura se puede ver de manera equivalente como modulación de amplitud y modulación de fase de una sola portadora.

    
respondido por el jpc
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En la modulación de amplitud estándar, no hay información adicional presente en la segunda banda lateral; Puedes suprimir cualquiera de ellos sin pérdida teórica. Esto se debe a que la señal que se utiliza para modular la portadora es de valor real. Las señales de valor real tienen una transformada de Fourier que es simétrica hermitiana con respecto a la frecuencia cero; por lo tanto, dado solo un espectro unilateral, puede calcular fácilmente lo que contendría la otra banda lateral.

En su pregunta, parece que le preocupa determinar la fase de la señal de modulación al observar la fase del componente de conversión ascendente a 1 MHz + 100 Hz. No hay relación en este caso; como su nombre indica, modulación de amplitud da como resultado una portadora cuya amplitud varía según la señal de modulación. No existe una relación entre la fase de la señal de audio de banda base y la fase de la portadora transmitida en un momento dado.

También has deducido correctamente que la modulación en cuadratura funciona; dos portadoras ortogonales (es decir, separadas en fase por 90 grados) pueden transportar señales moduladas que pueden detectarse independientemente una de otra. Esto se usa con frecuencia en las técnicas de cambio de fase como QPSK, así como en los enfoques de amplitud y cambio de fase como los distintos tipos de QAM.

Con respecto a su proyecto propuesto (supongo que está sugiriendo un sistema de espectro ensanchado de secuencia directa), los sistemas de espectro ensanchado se implementan normalmente utilizando el cambio de fase, no el cambio de amplitud. La sincronización es más fácil para las señales de envolvente constante, y la amplificación de potencia suele ser más eficiente para ese caso. También es común encontrar receptores de espectro ensanchado que puedan recibir datos simultáneamente de más de un transmisor co-canal, como en CDMA .

    
respondido por el Jason R

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