Modulación Digital PSK ó BPSK (Binary Phase Shift Keying)

Técnica que consiste en multiplicar una señal digital polar u(t) (amplitud +/- 1, sin nivel DC) con una portadora sinusoidal. La señal BPSK se genera invirtiendo la fase en cada cambio de la señal digital, obteniendo fases de 0 y 180°; en general tiene poco ancho de banda y alta inmunidad al ruido de canal. La expresión de la señal modulada BPSK es:

Señal modulada BPSK.

Generación PSK:

Generación BPSK.

El espectro:

El espectro de la señal PSK no tiene componente DC de modo que, luego de ser trasladada en frecuencia, se tendrá el mismo espectro que en ASK pero sin las líneas de portadora (wc).

Modulación BPSK.

Constelación BPSK:

En la constelación BPSK se representan dos fases, una invertida respecto a la otra con la misma amplitud. Comparando la BPSK con la de FSK, se puede comprobar que la BPSK es más inmune al ruido, pues esta debe ser de mayor potencia (mayor distancia a desplazar el punto para entrar en la zona del otro símbolo) para que el receptor decodifique correctamente. Sólo la señal ASK se puede detectar por envolvente, mientras que la detección de una señal PSK es necesariamente síncrona.

Se muestra el patrón de constelación para la forma de onda BPSK indicada.

Detección Síncrona:

Detección síncrona: La demodulación PSK consiste en recuperar la información contenida en la fase de la señal modulada PSK. Para obtener los bits a partir de las dos fases posibles, se puede utilizar el siguiente esquema de detección síncrona. Se multiplica la señal modulada BPSK con una señal de referencia sinusoidal recuperada de igual frecuencia y fase que la portadora del modulador. Se generan 2 componentes: una continua y una señal de frecuencia doble. Aplicando la salida a un filtro pasa bajos LPF eliminamos la frecuencia doble. La componente continua será positiva cuando la señal de entrada esté en fase con la de referencia y negativa cuando exista un desfase de 180°. A partir de esta señal con un comparador se consigue la señal digital estimada.

Demodulación síncrona PSK.

Detección por correlación:

La detección síncrona BPSK se mejora si se instala un filtro acoplado en el receptor (ver figura) para recuperar la información a partir de las fases de la señal modulada PSK.

Demodulación por correlación PSK.

Finalmente se muestra un ejemplo donde se tienen las formas de onda en cada uno de los puntos del detector de la gráfica anterior.

Formas de onda en la detección por correlación PSK.

REFERENCIAS:     Libro: Introducción a los sistemas de comunicación - 3ra Edición - F. G. Stremler
     Libro: Sistemas de Comunicación - B.P. LATHI.