Modulação ASK

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ARARANGUÁ 
SETEMBRO 2018 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – CAMPUS ARARANGUÁ 
ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO 
DEC7504 - COMUNICAÇÃO DE DADOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MODULAÇÃO ASK
1 MODULAÇÃO ASK 
 
 A modulação ASK (Amplitude Shift Keying, ou seja, modulação por 
chaveamento de amplitude) é uma técnica que tem como principais características a 
facilidade de modulação e demodulação. Essa transmissão consiste na modificação 
do nível da amplitude de uma onda portadora em função do sinal digital a ser 
transmitido, sendo que a portadora possui frequência constante durante toda a 
transmissão. Na sua implementação mais básica o ASK utiliza apenas dois níveis de 
amplitude, resultando em um chaveamento binário da amplitude ou OOK (On-Off 
Keying, chaveamento liga-desliga). Nesse caso, a amplitude do sinal é igual a 
amplitude da portadora para representar os bits 1, ou igual a zero para representar 
bits 0. 
 Na transmissão, o dispositivo emissor produz um sinal que oscila na frequência 
da portadora. Esse sinal é multiplicado pelo sinal digital, apresentado na forma NRZ 
Unipolar (0V representa 0’s e um valor positivo diferente de zero, como 5V, representa 
1’s) de modo a se obter o sinal modulado com o chaveamento da amplitude. Ao ser 
recebido pelo receptor, o sinal é retificado (toma-se o módulo do sinal, já que 
originalmente o sinal codificado em NRZ Unipolar não admite valores negativos) e 
filtrado, para recuperar o formato original da onda e poder se demodular o sinal, 
recuperando a informação transmitida. 
 A onda portadora, apesar de uma onda senoidal simples, ao ser modulada, 
produz um sinal composto não periódico. Conforme o esperado, a largura de banda 
necessária para transmitir os dados é proporcional a taxa de sinal, dada pela formula: 
𝐵 = (1 + 𝑑) ∙ 𝑆 
 Onde 𝐵 é a largura da banda, 𝑆 é a taxa de sinal e 𝑑 é um fator que depende 
dos processos de modulação e filtragem e possui valor entre 0 e 1. 
 Tomando o caso mais básico, onde o número de elementos de dados 
transportados em um elemento de sinal é igual a 1, temos que 𝑆 = 𝑁 (onde 𝑁 é a taxa 
de transmissão de dados por unidade de tempo). Nesse caso, a largura de banda 
necessária para a transmissão fica entre no mínimo 𝑆 à no máximo 2𝑆, sendo a 
frequência da portadora localizada no ponto média da largura de banda. (FOROUZAN, 
2008). 
2 SIMULAÇÃO DA MODULAÇÃO ASK NO GNU OCTAVE 
 
 Inicialmente foi criado um sinal digital onde 0V representa o bit 0 e 5V 
representa o bit 1. O sinal digital foi criado levando em consideração uma taxa de 
transferência de dados igual a 50bps, sendo amostrado 100 pontos para cada bit. 
Para representar o dado “010100000101001111000000111000111110” obteve-se: 
 
 Para simular a comunicação, foi definida uma onda portadora oscilando com 
frequência de 250Hz e amplitude de 5V constantes. O sinal modulado foi obtido da 
multiplicação entre a onda portadora e o sinal digital, como mostrado a seguir: 
 
 
 
 Para fazer a demodulação do sinal, o sinal recebido é primeiro retificado, 
tomando apenas o módulo do sinal. Então o módulo é submetido ao filtro passa baixa, 
para recuperar a envoltória do sinal que então pode ser demodulado, obtendo-se a 
mensagem enviada. 
 
 Para simular a multiplexação de mais de um sinal no mesmo canal, foram 
criados três sinais digitais para enviar os seguintes dados: 
Sinal 1: 010100000101001111000000111000111110 
Sinal 2: 010101010101010101010101010101010101 
Sinal 3: 000111001010101010100000101010100101 
 
 E para enviar cada informação, foram criadas três portadoras, com frequências 
em 250 𝐻𝑧, 500 𝐻𝑧 e 750 𝐻𝑧 respectivamente. Como 𝑆 = 𝑁 e os dados simulam uma 
comunicação com uma taxa de transmissão de bits de 50 𝑏𝑝𝑠, considerando 𝑑 = 1, 
temos que a largura de banda mínima para a transmissão ocorrer com sucesso, é de 
100 𝐻𝑧. De acordo com a escolha de portadoras, temos que o Sinal 1 vai utilizar a 
banda de 200 Hz a 300 Hz, o sinal 2 vai utilizar a banda de 450 Hz a 550 Hz e o sinal 
3, por fim, vai utilizar a banda de 700 Hz a 800 Hz. Como não existe a sobreposição 
de bandas para o envio dos sinal, não corre o risco de um sinal causar interferência 
nos demais. 
 
 Criadas as portadoras, a modulação dos sinais foi feita multiplicando o sinal 1, 
2 e 3 com as portadoras 1, 2 e 3 respectivamente, obtendo-se: 
 
 E em seguida, os três sinais modulados foram somados para formar o sinal 
multiplexado que representa o sinal enviado pelo canal de comunicação ao receptor: 
 
 Ao chegar ao receptor, o sinal está todo misturado. Primeiramente é necessário 
filtrar as frequências desejáveis para extrair as informações de cada portadora. A 
filtragem é feita através de um filtro passa banda utilizando a largura de banda 
necessária para a transmissão, centradas nas respectivas frequências de cada 
portadora. Com os sinais devidamente separados, retifica-se o sinal e aplica um filtro 
passa baixa para recuperar a envoltória, possibilitando a demodulação do sinal: 
 
 O sinal filtrado então é demodulado, obtendo-se a mensagem enviada: 
 
 
 Para todos os casos testados aqui, a mensagem demodulada correspondia 
exatamente a mensagem enviada, apresentando sucesso na simulação de 
comunicação entre emissor e receptor. 
 
REFERÊNCIAS 
 
 
FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e redes de computadores; tradução 
Ariovaldo Griesi. São Paulo: McGraw-Hill, 2008. 
 
Modulação ASK (Amplitude Shift Keying). Disponível em: < 
http://professores.unisanta.br/isfarias/Materia/Comunicacao%20Digital/ask.pdf>. 
Acesso em 21 de setembro de 2018. 
 
TV Digital II: Modos de Transmissão e Modulação. Disponível em: 
<http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtvdconsis2/pagina_4.asp>. Acesso em: 21 
de setembro de 2018.