Modulación de banda lateral única


En las comunicaciones por radio , la modulación de banda lateral única ( SSB ) o la modulación de portadora suprimida de banda lateral única ( SSB-SC ) es un tipo de modulación que se utiliza para transmitir información, como una señal de audio , mediante ondas de radio . Un refinamiento de la modulación de amplitud , utiliza la potencia del transmisor y el ancho de banda de manera más eficiente. La modulación de amplitud produce una señal de salida cuyo ancho de banda es el doble de la frecuencia máxima de la banda base originalseñal. La modulación de banda lateral única evita este aumento del ancho de banda y la potencia desperdiciada en una portadora, a costa de una mayor complejidad del dispositivo y una sintonización más difícil en el receptor.

Los transmisores de radio funcionan mezclando una señal de radiofrecuencia (RF) de una frecuencia específica, la onda portadora , con la señal de audio que se transmitirá. En los transmisores de AM, esta mezcla suele tener lugar en el amplificador de RF final (modulación de alto nivel). Es menos común y mucho menos eficiente hacer la mezcla a baja potencia y luego amplificarla en un amplificador lineal. Cualquiera de los métodos produce un conjunto de frecuencias con una señal fuerte en la frecuencia portadora y con señales más débiles en frecuencias que se extienden por encima y por debajo de la frecuencia portadora en la frecuencia máxima de la señal de entrada. Así, la señal resultante tiene un espectro cuyo ancho de banda es el doble de la frecuencia máxima de la señal de audio de entrada original.

SSB aprovecha el hecho de que toda la señal original está codificada en cada una de estas "bandas laterales". No es necesario transmitir ambas bandas laterales más la portadora, ya que un receptor adecuado puede extraer toda la señal original de la banda lateral superior o inferior. Existen varios métodos para eliminar la portadora y una banda lateral de la señal transmitida. La producción de esta señal de banda lateral única se puede hacer a alto nivel en la etapa final del amplificador como con AM[1] [2]pero generalmente se produce a un nivel de potencia bajo y se amplifica linealmente. La menor eficiencia de la amplificación lineal compensa parcialmente la ventaja de potencia obtenida al eliminar la portadora y una banda lateral. No obstante, las transmisiones de SSB utilizan la energía del amplificador disponible considerablemente más eficientemente, proporcionando una transmisión de mayor alcance para la misma potencia de salida. Además, el espectro ocupado es menos de la mitad del de una señal AM de portadora completa.

La recepción de SSB requiere una estabilidad de frecuencia y una selectividad muy superiores a las de los receptores de AM económicos, razón por la cual los organismos de radiodifusión rara vez la han utilizado. En las comunicaciones punto a punto, en las que ya se utilizan receptores caros, se pueden ajustar con éxito para recibir cualquier banda lateral que se esté transmitiendo.

La primera solicitud de patente estadounidense para la modulación SSB fue presentada el 1 de diciembre de 1915 por John Renshaw Carson . [3] La Marina de los EE. UU. experimentó con SSB en sus circuitos de radio antes de la Primera Guerra Mundial . [4] [5] SSB entró en servicio comercial por primera vez el 7 de enero de 1927, en el circuito radiotelefónico público transatlántico de onda larga entre Nueva York y Londres. Los transmisores de SSB de alta potencia estaban ubicados en Rocky Point, Nueva York y Rugby, Inglaterra . Los receptores estaban en lugares muy tranquilos en Houlton, Maine y Cupar Escocia. [6]

SSB también se usó en líneas telefónicas de larga distancia , como parte de una técnica conocida como multiplexación por división de frecuencia (FDM). FDM fue iniciado por las compañías telefónicas en la década de 1930. Con esta tecnología, se podrían transmitir muchos canales de voz simultáneos en un solo circuito físico, por ejemplo en L-carrier . Con SSB, los canales pueden estar espaciados (generalmente) a solo 4000  Hz , mientras que ofrecen un ancho de banda de voz de 300 Hz nominales a 3400 Hz.


Ilustración del espectro de señales AM y SSB. El espectro de la banda lateral inferior (LSB) está invertido en comparación con la banda base. Como ejemplo, una señal de banda base de audio de 2 kHz modulada en una portadora de 5 MHz producirá una frecuencia de 5,002 MHz si se usa la banda lateral superior (USB) o 4,998 MHz si se usa LSB.
Representación en el dominio de la frecuencia de los pasos matemáticos que convierten una función de banda base en una señal de radio de banda lateral única.
Un Collins KWM-1 , uno de los primeros transceptores de radioaficionados que presentaba capacidad de voz SSB
modulación VSB