Modulação

Este trabalho foi criado para entender um pouco mais sobre modulação. Foi todo escrito de acordo com as conclusões do pesquisador, obtidas como resultado da leitura das bibliografias, por tanto, estão de acordo com as bibliografias, mas podem conter erro de compreensão do pesquisador.
Por favor fique à vontade para corrigir e contribuir.

1) Introdução

Para falarmos de modulação, precisamos apenas relembrar o que é comunicação. Comunicação, de acordo com Haykin, 2003 "A comunicação envolve implicitamente a informação transmitida de um ponto a outro por uma sucessão de processos." Para nos comunicar hoje, usamos celulares, computadores, radio, TV, etc. Mas como é que estes passam informação de um lado para outro? Para entender um pouco melhor isto, falaremos neste tópico, sobre modulação, mais especificamente, sobre frequency-division multiplexing (FDM), time-division multiplexing (TDM), e multiplexação por divisão de código (CDM) e Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM).

2) Modulação

Como falado acima, o propósito de um sistema de comunicação é entregar um sinal de mensagem de uma fonte de informação em um formato reconhecível a um usuário final. Para fazer isso, o transmissor modifica o sinal de mensagem para uma forma apropriada à transmissão através do canal. Essa modificação é realizada por meio de um processo conhecido como modulação, o qual envolve variar algum parâmetro de uma onda portadora de acordo com o sinal da mensagem. Do outro lado tem alguém que recebe este sinal e transforma-o novamente para uma linguagem adequada. Neste caminho de entrega e recepção, acontece ruídos no sinal, por isto não é possível reconstruir 100% do sinal original. Existe a modulação de pulso, a portadora consiste em uma seqüência periódica de pulsos retangulares. A modulação de pulso pode ser do tipo analógica ou digital.

1. Na modulação de pulso analógica,a amplitude, duração ou posição de um pulso são variadas de acordo com valores de amostra do sinal da mensagem.
   1. As técnicas de modulação para sinais analógicos mais utilizadas são:
      1. Modulação em amplitude (AM)
      2. Modulação em freqüência (FM)
      3. Modulação em fase (PM)

1. Na forma digital padrão de modulação de pulso é conhecida como modulação por codificação de pulso "PCM" e não possui qualquer correlação com modulação de onda continua (CW). É mais utilizada em casos cujo interesse é transmitir uma forma de onda ou mensagem, que faz parte de um conjunto finito de valores, representando um código (por exemplo o binário).
   1. As técnicas de modulação digital mais utilizadas são:
      1. Modulação por desvio de amplitude (ASK)
      2. Modulação por desvio de freqüência (FSK)
      3. Modulação por desvio de fase (PSK)

Um consideração importante é que a modulação digital provê maior capacidade de transporte de informação, compatível com os serviços de dados digitais. Ela também suporta segurança no transporte da informação e qualidade de serviço (Quality of service - QoS)

Abaixo vamos ver algumas delas, mas apenas como exemplo, O GSM usa um formato de modulação digital denominado 0.3 GMSK, (Chaveamento por Deslocamento Mínimo Gaussiano). O 0.3 indica a relação da largura de banda do filtro gaussiano com a taxa de bit. O GMSK é um tipo especial de modulação digital FM. Os "1s" e "0s" são representados pelo deslocamento da portadora de RF em mais ou menos 67,708 kHz.

3) PCM

A modulação PCM inicia essencialmente como uma modulação PAM, mas com uma importante modificação, a amplitude de cada pulso modulado é quantizada ou arredondada ao valor mais próximo em um conjunto prescrito de níveis de amplitude discreta e depois codificado em uma seqüência correspondente de símbolo binário. Ou seja, o PCM pega uma senoide, divide em diversas partes e quantifica o ponto de cada parte. Similar as imagens abaixo:

Depois de quantificada, ele pode ser jogado em uma via digital até seu destino, e la ser decodificado. Mas, todas estas curvas acima, são variações sobre a senoide padrão. Uma senoide padrão é perfeita, com curvas sempre iguais. E é exatamente a variação da senoide perfeita que faz os dados, igual a imagem abaixo. Exemplo: Temos a senoide padrão e a senoide que recebemos, de longe, elas parecem iguais, quando olharmos mais de perto, veremos a diferença.

4) FDM

Na Frequency Division Multiplexing (FDM) os sinais gerados por cada emissor são modulados em senoides (portadoras) de frequencias diferentes, porem são transmitidos juntos, logicamente sem sobrepor um ao outro.
A imagem a seguir ilustra:

5) TDM

Time division multiplexing (TDM) é um processo onde varias conexões usam o mesmo link, apenas dividindo por tempo, ou seja, no espaço de tempo 1, passa a informação do canal X, no espaço de tempo2, passa a informação do canal y, ...
Observe a imagem abaixo:

6) CDM

Multiplexação por divisão de código (CDM), identifica cada sinal de mensagem com um codigo, permitindo que os sinais se sobreponham, tanto em tempo quanto em frequencia ao longo do canal.
Observe a imagem abaixo

7) OFDM

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) é a junção do TDM com o FDM, ele junta varios canais em uma mesma frequencia assim como o FDM e ainda faz a divisão por tempo, assim como o TDM. Esta tecnologia pega cada canal de freqüência e divide em dezenas ou milhares de sub-canais diferentes, ela ganha mais resistencia a ruidos.
Observe a imagem abaixo

8) Pesquisadores

• Pedro Macedo Leite

9) Bibliografia
LATHI, B. P, DING, Z., MODERN DIGITAL AND ANALOG COMMUNICATION SYSTEMS, 4ª Edição, OXFORD USA II, 2009,
LATHI, B. P., MODERN DIGITAL AND ANALOG COMMUNICATION SYSTEMS, 3ª Edição, IE-OXFORD-UK, 1998,
HAYKIN S., Sistemas de Comunicação: Analógicos e Digitais, 4ª Edição, Bookman, 2004.
FOROUZANB A., Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 3ª Edição, Bookman, 2006.
ED TITTEL, Rede de Computadores, 1ª Edição, Bookman, 2003.
COMER D. E., Redes de Computadores e Internet, 4ª Edição, Bookman, 2007.
JESZENSKY, P. J. E., SISTEMAS TELEFONICOS, 1ª Edição, MANOLE, 2003.