2.12: Recuperación de Carrier

La recuperación de portadora se refiere a establecer una señal de referencia portadora local que reproduce con precisión la frecuencia y, con algunos métodos de modulación, la fase de la portadora de la señal modulada. Todos los métodos de modulación digital requieren recuperación de portadora para establecer una referencia para determinar el estado de la portadora en las garrapatas del reloj. Además, los métodos de modulación digital requieren que se establezca la temporización de las garrapatas del reloj. Dado que las radios que utilizan modulación digital, todas envían paquetes de datos, es decir, secuencias de símbolos, que tienen una secuencia conocida al comienzo de la transmisión de paquetes permite determinar la temporización.

Con la modulación FSK se debe determinar la frecuencia en los ticks del reloj. Esto es relativamente simple porque la frecuencia en las garrapatas del reloj se puede medir con precisión ya que un reloj local se puede establecer dentro de unos pocos hercios debido a la disponibilidad de referencias cristalinas precisas. La frecuencia de la señal recibida aún puede ser desplazada por el efecto Doppler del transmisor o receptor se está moviendo pero esto es bastante pequeño en comparación con las diferencias de frecuencia entre los estados recibidos. Con FSK no es necesario determinar la fase de la portadora.

Toda la modulación digital que no sea FSK modula una portadora desplazando la fase y/o amplitud de la portadora a una serie de estados discretos. Recuperar el estado de esta portadora modulada requiere que la fase de la portadora sea recuperada de la señal de recepción y para ello debe haber una versión local de fase constante de la portadora. Los circuitos que implementan la versión local de la portadora se denominan circuitos de recuperación de portadora. Estos circuitos modifican un oscilador interno muy estable en el receptor que después de un ajuste inicial de una frecuencia aproximada, tiene una frecuencia y fase que sólo pueden cambiar lentamente. Sin embargo, debe haber una señal recibida en todo momento, ya que si la señal recibida cae por debajo del nivel de ruido el circuito de recuperación de la portadora intentará rastrear el ruido. Este requisito ha llevado a una serie de esquemas de modulación diferentes que evitan que la amplitud de la señal modulada sea alguna vez pequeña durante una transición. Esto es importante en la radio celular 2G y 3G pero los sistemas celulares 4G y 5G utilizan tonos piloto para lograr la recuperación del portador.

A principios de radios digitales, la recuperación de portadoras se implementó en circuitos analógicos y las radios más modernas implementan la recuperación de portadoras dividiendo la función entre una señal de oscilador analógico que se puede asignar a una gran cantidad de estados discretos (proporcionando recuperación de portadora de curso) y DSP de la (tosamente recuperado) para recuperar con precisión la señal portadora. Así, en las radios digitales modernas el circuito de recuperación de portadora se implementa parcialmente como un circuito analógico y parcialmente como un circuito digital.