Fundamentos de la Comunicación Inalámbrica.

Entendiendo las señales portadoras. (Carrier Signals)

Los datos sin importar el medio de transmisión al final son bits y estos necesitan ser transmitidos y poder ser identificados (0,1) y diferenciados por el transmisor y el receptor . Una corriente alterna (AC) o corriente directa (DC) por si mismos no brindan un mecanismo para identificar los bits, sin embargo si la señal fluctúa o es modificada aunque sea de forma ligera la señal puede ser identificada y los datos se pueden enviar propiamente. Esta señal modificada ahora es capaz de distinguir entre 0 y 1 y se conoce cómo señal portadora o carrier signal. El método de ajustar, modificar o fluctuar la señal es conocido cómo modulación.

Existen 3 componentes que pueden ser modificador para crear una señal portadora:

  1. Amplitud
  2. Frecuencia
  3. Phase

Amplitud y Longitud de Onda. (Amplitude and Wavelength)

La comunicación de una radio frecuencia comienza cuando una onda de radio (radio wave) es generada por un transmisor y esta es escuchada o recibida por un receptor en una ubicación diferente. Las ondas están compuestas por dos componentes principales: wavelength y amplitud.

La amplitud es la altura, fuerza o el poder de una oda. Wavelength es la distancia similar entre dos puntos de la onda, regularmente cuando se mide una onda la longitud de onda se mide de pico a pico

Frecuencia.

Las ondas viajan lejos (en sentido contrario) de la fuente las genera, a qué velocidad viajan las ondas, o más específicamente, cuántas ondas se generan en un período de 1 segundo de tiempo, se conoce como frecuencia.

Fase.

La fase es un termino relativo y se refiere a la relación que existe entre dos ondas con la misma frecuencia. Para determinar la fase de una onda, está es divida en 360 piezas o 360 grados. Si se piensa en los grados como en tiempos de inicio, si una onda comienza en el grado 0 y la siguiente onda con la misma frecuencia tiene un inicio de 90 grados, se dice que la segunda onda esta desfasada o fuera de fase por 90 grados.

Para entender un poco mejor la fase podemos usar el siguiente ejemplo; Imagen dos relojes los cuales se encuentran detenidos ambos apuntando hacia el medio día, el primero reloj se pone en marcha exactamente a las 12 horas y una hora después se inicia la marcha del segundo reloj, conforme pasa el tiempo, el segundo reloj siempre estará una hora detrás del primero reloj y no importa que ambos relojes tengan 24 horas, en ningún momento podrán estar en sincronía ya que los tiempos de inicio fueron diferentes. Dos ondas que se encuentran fuera de fase o desfasadas son esencialmente dos ondas que tiempos de inicio diferente.

Keying Methods

Existen tres métodos principales de modulación y son los siguientes.

  1. Amplitude-Shift Keying (ASK).
  2. Frequency-shift Keying (FSK).
  3. Phase-shift Keying (PSK).

Amplitude- Shift Keying.

ASK varía la amplitud de las ondas para representar algún valor binario, ASK utiliza un técnica para representar los datos llamado “Current State” en donde cierta altitud o nivel de la onda puede representar un 0 y una amplitud mayor puede representar un 1.

El cambio de amplitud permite que la estación que recibe los datos pueda diferenciar y entender la información que esta siendo recibida. Para lograrlo la estación receptora divide la señal recibida en periodos de tiempo llamados “symbol periods” examina estos symbols periods para determinar los diferentes tipos de altitud y así poder distinguir el valor binario correspondiente. Debido a que las señales inalámbricas al viajar se encuentran con diferentes obstáculos que pueden afectar la amplitud de las ondas este método de modulación no es usado de manera frecuente.

Frequency- Shift Keying.

FSK varía la frecuencia de las ondas para representar valores binarios y al igual que en ASK la estación que recibe la señal toma el muestreo de algunos symbols periods para determinar los diferentes frecuencias y asignar los valores binarios correspondientes (0,1).

En la imagen se muestra que en algunos symbols periods la frecuencia es mas baja y se asigna el valor binario 0 mientras que en otros symbols periods con mayor frecuencia se asigna el valor binario de 1. FSK también se considera cómo un método del tipo Current State.

Phase- Shift Keying.

PSK varía la phase de las señales para representar diferentes valores, por ejemplo, la ausencia de un cambio en la phase puede representar un número 1 y el cambio de la phase representa un 0. La estación receptora toma al igual que en los métodos anteriores un muestro de symbol periods y lo compara con una muestra anterior para poder identificar si un cambio ha surgido en las señales, el grado, la diferencia o también llamado diferencial, terminará el valor binario.

Existen métodos de modulación PSK mas avanzado que permiten la codificación de múltiples bits, así en lugar de utilizar solo 2 phases para representar algún valor binario, se utilizan 4 phases. Cada una de las phases es capaz de representar dos valores binarios (00,01,10,11) en lugar solo uno (0,1) esto permite acortar el tiempo de transmisión.

Cuando más de dos fases son utilizadas este método de refiere como Múltiple Phase-Shift Keying (MPSK).

Así terminamos la explicación de los principales métodos de modulación que se utilizan en las transmisiones inalámbricas siendo PSK la más empleada en transmisiones de tipo 802.11.

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