La Comunicación
La Comunicación implica la transmisión de información desde un punto hasta otro punto.
Fuente de
información
Transmisor
Receptor
Canal
Información
Usuario
Fuentes de Información:
– Voz – Fax
-Televisión – Ordenadores personales
Canales de Comunicación:
– Canales telefónicos – Fibra óptica
– Canales móviles de comunicación – Satélite
Señales en banda base y señales paso banda:
-Banda Base: banda de frecuencias de la señal mensaje. Las señales en banda base pueden ser analógicas o digitales.
-Paso Banda: Mediante el proceso de modulación la señal se traslada a otra zona de frecuencias más adecuada para que pueda ser transmitida por un canal de comunicación.
El Proceso de Modulación:
El proceso de modulación consiste en modificar la señal mensaje para que pueda ser transmitida por un canal. Este proceso se realiza en el dispositivo transmisor
Una onda portadora varía alguno se sus parámetros de acuerdo con la señal mensaje.
El proceso de demodulación consiste en recuperar la señal mensaja partir de la señal portadora degradada despues de su transmisión por el canal. El proceso se realiza en el dispositivo receptor.
Esquemas de Modulación:
Modulación de onda contínua: Una señal sinusoidal se usa como portadora.
Modulación en amplitud (AM): La amplitud de la portadora varía con la señal mensaje.
Modulación angular: El ángulo de la portadora varía con la señal mensaje.
Modulación en frecuencia.
Modulación en fase.
Modulación por pulsos analógicos: La portadora consiste
en una secuencia periódica de pulsos rectangulares.
Modulación por amplitud de pulsos (PAM)
Modulación por duración de pulsos (PDM)
Modulación por posición de pulsos (PPM)
Modulación por codificación de pulsos: Es esencialmente como PAM pero la amplitud de los pulsos es cuantizada y representada por un patron binario.
Multiplexación:
Multiplexación es el concepto de combinar diferentes señales mensaje para su transmisión simultánea sobre un canal.
Multiplexación por división en frecuencias (FDM) La modulación de onda contínua se usa para trasladar cada una de las señales mensaje a un rango diferente de frecuencias.
Multeplexación por división en el tiempo (TDM) La modulación por pulsos se usa para muestras de diferentes mensajes en intervalos de tiempo no solapados.
Transmisión de Pulsos en Banda base
Se estudia la transmisión de datos digitales independientemente de que su origen sea digital o analógico.
El contenido en frecuencias de los datos digitales se concentra en la zona de bajas frecuencias.
La transmisión en banda base de datos digitales requiere el uso de canales paso baja.
Los errores en la transmisión se deben principalmente:
Ruido debido al canal.
Interferencia entre símbolos (ISI) (Un pulso se ve afectado por los pulsos adyacentes.
Transmisión Esquema de transmisión de pulsos en banda base:
PAM
Filtro
transmisor
Canal
Filtro receptor
Decisión
?
Ruido blanco
0
1
Transmisor Canal Receptor
Ruido debido al canal:
El pulso transmitido por el canal se ve contaminado por ruido aditivo
Señal p(t)
(Gp:) Filtro LTI
h(t)
(Gp:) +
(Gp:) Ruido blanco w(t)
(Gp:) x(t)
(Gp:) y(t)
(Gp:) Muestreo t=T
(Gp:) y(T)
El pulso de señal p(t) se contamina por ruido blanco aditivo de media cero y densidad de potencia espectral
El receptor debe de detectar el pulso p(t) de una forma óptima dada la señal x(t).
Como el filtro es lineal, la salida del filtro y(t) se puede expresar como:
La condición que se exige al filtro es que en el instante t=T ,po(T) sea mucho mayor que el ruido. Esto es equivalente a maximizar el cociente:
Si P(f) es la transformada de Fourier de la señal y H(f) es la transformada de Fourier del filtro ,aplicando la transformación inversa obtenemos:
Para el ruido tenemos:
Luego la condición que debe cumplir el filtro es hacer máximo
La respuesta al impulso del filtro Matched es una versión reflejada respecto del tiempo y deplazada del pulso de entrada p(t).
0
T
A
p(t)
0
T
kAAT
Inferencia inter simbolos (ISI)
Un pulso p(t) básico podemos considerarlo como un pulso rectangular, sin embargo la densidad de potencia espectral de un pulso cuadrado es infinita ya que P(W) tiene un ancho de banda infinito.
Sin embargo hay una zona del espectro donde se concentra la energía |f| < fo fuera de esta zona la energía es pequeña pero no cero.
Si se transmite esta señal por un canal con un ancho de banda finito se suprime una pequña porción del espectro => una distorsión de la señal recibida.
No podemos considerar pulsos limitados en el tiempo porque su contenido en frecuencias sería infinito y se transmitirían con distorsión.
Varios pulsos no limitados en el tiempo solapados causarían ISI.
Nyquists propuso tres criterios diferentes para evitar la interferencia inter símbolos.
Estudiamos el primer criterio de Nyquists
Este esquema tiene problemas prácticos de implementación ya que la amplitud de los lóbulos laterales decae lentamente (como 1/t). Esto puede generar una ISI acumulada cuando haya una falta de sincronismo entre dos pulsos.
Este problema se puede solucionar con pulsos que verifican las condiciones anteriores pero con anchos de banda entre f0/2 y f0 .
Pulsos de tipo coseno remontado:
La condición que deben cumplir los pulsos es la siguiente:
Segundo criterio de Nyquists:
Este esquema tiene su origen en la transmisión telegráfica. Se usaban pulsos conformados para una velocidad de f0 pulsos por segundo pero transmitidos a una velocidad de 2 f0 pulsos por segundo
Un 1 se transmite como un pulso y necesita T0 segundos para alcanzar su valor máximo, sin embargo si en T0 se transmite otro 1 se superpondrán las amplitudes alcanzando un valor máximo K, si el segundo pulso es un 0 se superpondrán las amplitudes anulandose su valor.
La anchura del pulso resultante es de 3T0 y el segundo criterio de Nyquists es
y
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