Monografias.com > Tecnología
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Elementos de Teoría de la Información




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2, 3


    Monografias.com

    1
    Perturbaciones en la transmisión
    La señal recibida puede diferir de la señal transmitida
    Analógico – degradación de la calidad de la señal
    Digital – Errores de bits
    Causado por
    Atenuación y distorsión de atenuación
    Distorsión de retardo
    Ruido

    Monografias.com

    2
    Atenuación
    La intensidad de la señal disminuye con la distancia
    Depende del medio
    La intensidad de la señal recibida:
    Debe ser suficiente para que se detecte
    Debe ser suficientemente mayor que el ruido para que se reciba sin error
    Crece con la frecuencia
    Ecualización: amplificar más las frecuencias más altas
    Problema “menos grave” para las señales digitales

    Monografias.com

    3
    Distorsión de retardo
    Sólo en medios guiados
    La velocidad de propagación en el medio varía con la frecuencia
    Para una señal limitada en banda, la velocidad es mayor cerca de la frecuencia central
    Las componentes de frecuencia llegan al receptor en distintos instantes de tiempo, originando desplazamientos de fase entre las distintas frecuencias

    Monografias.com

    4
    Ruido (1)
    Señales adicionales insertadas entre el transmisor y el receptor
    Térmico
    Debido a la agitación térmica de los electrones
    Aumenta linealmente con la temperatura absoluta (N0= kT)
    Uniformemente distribuido en la frecuencia
    Ruido blanco (NBW= kTB)
    Intermodulación
    Señales que son la suma y la diferencia de frecuencias originales y sus múltiplos (mf1± nf2)
    Se produce por falta de linealidad

    Monografias.com

    5
    Ruido (2)
    Diafonía
    Una señal de una línea se mete en otra
    Impulsivo
    Impulsos irregulares o picos
    Ej: Interferencia electromagnética externa (tormenta)
    Corta duración
    Gran amplitud

    Monografias.com

    6
    Efecto del ruido en señal digital

    Monografias.com

    7
    Conceptos relacionados con la capacidad del canal
    Velocidad de datos
    En bits por segundo
    Velocidad a la cual se pueden transmitir los datos
    Ancho de Banda
    En ciclos por segundo (hertz)
    Limitado por el transmisor y el medio
    Ruido, nivel medio a través del camino de transmisión
    Tasa de errores, cambiar 0 por 1 y viceversa (BER, Bit Erro Rate)

    Monografias.com

    8
    Ancho de Banda de Nyquist (ancho de banda teórico máximo)
    Para 2 niveles SIN RUIDO
    Velocidad binaria

    Para M niveles SIN RUIDO
    Velocidad binaria

    1 Baudio = 1 estado señalización/sg
    1 Baudio = 1 bps si M=2
    La relación entre la velocidad de transmisión C y la velocidad de modulación V es:

    Nyquist, H., “Certain Factors Affecting Telegraph Speed,” Bell System Technical Journal, April 1924, p. 324; “Certain Topics in
    Telegraph Transmission Theory,” A.I.E.E. Trans., v. 47, April 1928, p. 617.

    Monografias.com

    9
    Capacidad de Shannon (1)
    Para un cierto nivel de ruido, a mayor velocidad, menor período de un bit, mayor tasa de error (se pueden corromper 2 bits en el tiempo en que antes se corrompía 1 bit)
    Relación Señal / Ruido (Signal Noise Ratio, SNR) en dB

    Restricción: no se puede aumentar M cuanto se quiera porque debe cumplirse:

    Monografias.com

    10
    Capacidad de Shannon (2)
    En principio, si se aumenta el ancho de banda B y la potencia de señal S, aumenta la velocidad binaria C.
    Pero:
    Un aumento del ancho de banda B aumenta el ruido
    Un aumento de potencia de señal S aumenta las no linealidades y el ruido de intermodulación
    Por tanto, la velocidad binaria teórica máxima será:

    =>

    Monografias.com

    11
    Ley de Shannon (1948)
    La cantidad de símbolos (o bits/baudio) que pueden utilizarse dependen de la calidad del canal, es decir de su relación señal/ruido.
    La Ley de Shannon expresa el caudal máximo en bits/s de un canal analógico en función de su ancho de banda y la relación señal/ruido :
    Capacidad = BW * log2 (1 + S/R)
    donde: BW = Ancho de Banda
    S/R = Relación señal/ruido

    Monografias.com

    12
    Ejemplo
    Canal entre 3 MHz y 4 MHz
    Relación señal ruido = 24 dB, SNR=102,4=251
    Calcular ancho de banda
    Respuesta: B = 1 MHz
    Calcular la velocidad binaria teórica máxima y el número de niveles
    Respuesta: SNR = 251
    Respuesta: C = 8 Mbps
    Respuesta: M = 16 niveles

    Monografias.com

    13
    Relación Eb/N0 (1)
    Eb: energía de señal por bit (Eb=S·Tb=S/R)
    siendo S potencia señal, Tb tiempo de un bit, R bits/sg
    N0: densidad de potencia de ruido por Hz
    Se demuestra fácilmente que:

    O bien

    Monografias.com

    14
    Relación Eb/N0 (2)
    siendo k la constante de Boltzmann, cuyo valor es

    y siendo T la temperatura absoluta en grados Kelvin

    Ejemplo: Para obtener una relación Eb/N0 = 8,4 dB a una temperatura ambiente de 17 ºC (290 ºK) y una velocidad de transmisión de 2.400 bps, ¿qué potencia de señal recibida se necesita?
    Respuesta:

    Monografias.com

    15
    Teoría de la Información y Codificación

    Monografias.com

    16
    Teoría de la Información
    (Gp:) Claude Shannon estableció la Teoría de la Información Clásica

    (Gp:) Dos Teoremas Fundacionales:
    (Gp:) Noiseless source coding
    Noisy channel coding

    Partes: 1, 2, 3

    Página siguiente 

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter