Modulación VSB

La modulación VSB , derivada de la modulación de banda lateral vestigial inglesa o también llamada modulación de banda lateral residual digital , es una técnica de modulación en el procesamiento de señales digitales que combina la modulación de amplitud con la técnica de banda lateral residual. Para evitar confusiones con la modulación BLU analógica, se denomina 4-VSB, 8-VSB o 16-VSB, y los dígitos indican el número de símbolos disponibles .

descripción

Comparación de los métodos de modulación QAM y VSB y sus espectros de magnitud

Un 2 ⁿ -VSB está estrechamente relacionado con un 2 ²ⁿ - modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Se utiliza una portadora con la frecuencia F para la transmisión de información; la señal compleja en la posición de banda base se expresa mediante dos componentes de la señal que se denominan I ( parte real ) y Q ( parte imaginaria ).

Con VSB se transmiten n bits por símbolo , con QAM se asignan 2 · n bits. El doble número de bits en QAM resulta del hecho de que la señal I o Q puede tomar n bits de información por símbolo independientemente entre sí. Sin embargo, con VSB, la señal Q depende directamente de la señal I.

En VSM, para eliminar una banda lateral, primero se genera una señal analítica en la posición de banda base (I y Q) con la ayuda de la transformación de Hilbert . Esto significa que tanto I como Q llevan la misma información. En la posición de paso de banda , después de la multiplicación por la frecuencia portadora F , los dos componentes se agregan como en QAM, por lo que una banda lateral, por ejemplo, los componentes de frecuencia negativos , desaparecen. Esto significa que solo se requiere la mitad del ancho de banda en comparación con un QAM 2 ²ⁿ .

La eficiencia espectral es, por tanto, la misma que la de un QAM. Con la misma relación señal-ruido (SNR) y la misma tasa de símbolos , la mitad de la tasa de datos de un QAM se logra con la mitad del ancho de banda. Al igual que con QAM, en contraste con z. B. la modulación de amplitud (AM) también utilizada en la radiodifusión: la señal portadora debe estar en la misma fase que el transmisor; debe ser posible reconstruirlo a partir de la señal recibida, lo que debe tenerse en cuenta a la hora de codificar las señales transmitidas.

Diferencias principales

Diagrama de constelación de un 16-QAM en comparación con un 4-VSB en el nivel de CI complejo

A la izquierda se muestra un diagrama de constelación de una modulación 16-QAM y una modulación 4-VSB directamente comparable. Con 16-QAM, se pueden representar 4 bits por símbolo, lo que corresponde a los cuatro niveles o dos bits cada uno en el eje I o Q. Para 4-VSB, la información se encuentra en el receptor antes sólo en un eje, por ejemplo en la dirección de Q . La desviación en I es entonces irrelevante y puede representar una franja. Con cuatro niveles o "franjas" formadas de esta manera, se pueden representar dos bits por símbolo en el plano complejo, que, con una tasa de símbolos idéntica, expresa la mitad del rendimiento de datos del VSB en comparación con QAM.

Si la posición de la fase en el receptor no se establece correctamente, el diagrama de constelación rotará y se producirán los errores asociados. Además, en comparación con QAM, el VSB implica un esfuerzo ligeramente mayor para la modulación, pero algo menos para la demodulación. Este es el caso porque la transformada de Hilbert se requiere en el modulador en lugar de en el demodulador. - al menos en la implementación básica de un codificador y decodificador.

A diferencia de QAM, la modulación VSB en la práctica no se combina con métodos multiportadora como la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM).

usar

La televisión digital terrestre en Norteamérica según el estándar ATSC utiliza VSB como estándar y no OFDM en combinación con QAM, como es el caso de DVB-T que es común en Europa y gran parte de Asia . El ancho de banda de RF ATSC se basa en la cuadrícula de canales NTSC y es de 6 MHz, la tasa de símbolos es de 10,76 MSymbols / s. Se utiliza 8-VSB, lo que da como resultado una velocidad de datos bruta de 32,28 Mbit / s. La tasa de datos neta que se suele dar es de alrededor del 60% de este valor.

Para velocidades de datos más altas en el cable, no se proporciona 16-VSB, sino 64-QAM y 256-QAM.

• 64-QAM: velocidad de símbolo: 5,056941 MSymbole / s, velocidad de datos bruta: 30,34165 Mbit / s
• 256-QAM: velocidad de símbolo: 5,360537 MSymbole / s, velocidad de datos bruta: 42,88430 Mbit / s

enlaces web

• A-53 (TV digital en EE. UU.) (PDF; 1,9 MB)
• Cable de entrada QAM-64 y QAM-256 (PDF; 278 kB)