INTRODUCCIÓN A LAS COMUNICACIONES DIGITALES (Y ELEMENTOS DE COMUNICACIONES DE DATOS)

José Estay A.

Objetivos Comprender como funcionan los sistemas de comunicación digital

Bibliografía Principal: apuntes de clases y notas complementarias en sitio Web del ramo

Complementos:

•“Información, Transmisión, Modulación y ruido”, 1990 o later), Mischa Schwartz

•“Sistemas electrónicos de comunicaciones”, 2004, Roy Blake

Evaluación Global 1er. certamen: Miércoles 15/Abril

2o certamen: Miércoles 27/May

3er. Certamen: Miércoles 1/Julio

Certamen recuperativo: Miércoles 8/Julio (este último certamen para aquellos alumnos que tengan inasistencia en alguno de los tres certámenes anteriores)

Laboratorio En cada certamen hay preguntas sobre las experiencias realizadas hasta la última sesión previa a cada certamen. No hay interrogaciones prácticas de laboratorio

Las experiencias prácticas realizadas se evalúan de acuerdo a requerimientos cumplidos, a la organización y presentación estructurada del hardware y software.

Habrá proyecto final que será evaluado de acuerdo al cumplimiento de los requerimientos solicitados y a la estructuración del hardware y software. Este proyecto debe integrar todos los conocimientos logrados en el ramo

Nota final de la asignatura

Final = (Promedio(C1, C2, C3))·0.60 + PromedioExperiencias·0.15 + ProyectoFinal·0.25

Información

Acceso de recursos vía WEB:

http://www.jiiea.com/uart2015/

user: uart2015

psw: uart2015

Calificaciones: en fichero virtual sede

Introducción a la transmisión de información

-Medio de transmisión o canal-Carrier o portadora-Fuente de la transmisión: voz, señales de TV, telemetría-Noise-Canales: espacio, agua, seismic-Distorsión de la transmisión + Noise-Procesamiento de señales- Interpretación de señales al recibirlas

Secuencia ON-OFF

Secuencia bipolar

Formas de onda arbitrarias

Diseño de un sistema típico de comunicación digital

Mensajes de data digital (o binaria) Conversión análogo-digital La forma de los pulsos es conocida, pero no su ocurrencia

Rbits/sec o bps Si R=1000 bps, entonces 1/R = 10-3 sec

Filtros (en IN o OUT) filtrado natural de la señal o a propósito como parte del diseño

El propósito del detector en el Rx es reproducir “lo mejor posible” la secuencia original de bits

Filtros: producen “interferencia intersímbolo” AM: el oscilador senoidal ajusta su señal, es decir, su amplitud, a las señales entrantes

AM OOK; FM FSK PSK Noise, Signal Fading: la amplitud fluctúa aleatoriamente por el efecto “multipath”

El filtro en el Rx elimina algo del ruido a expensas de distorsión en la señal

El detector debe muestrear (sample)la señal de salida (Rx) en el intervalo del bit y decidir “lo mejor posible” si fue transmitido un UNO o un CERO

Información y capacidad del sistema

Concepto de información: lo nuevo, cambiando continuamente, “impredecible”

Cantidad de información, capacidad del sistema ( canal en SHANNON)

Intervalo T: ¿Cuánta información podemos colocar allí? ζ (Tau): limitación por Bw (minimo ζ por capacidades parasitas

Volts: por ruido…minimo detectable, en la figura 1 Volt

Se requiere transmitir una secuencia de símbolos con el < no. De errores posibles, a bajo costo.

Diseño: filtros, RF power.

PSK: conserva potencia, minimiza errores, pero trae problemas en canales con fading.

FSK: requiere > Bw, pero es + eficiente en canales con fading

En la figura se muestran n=4 niveles posibles: 0, 1, 2, 3.

Para un intervalo ζ se tiene 4 amplitudes posibles.

Para 2 intervalos 42 = 16 amplitudes posibles.

Para 10 intervalos 410 amplitudes posibles.

En general, el numero de combinaciones en T [sec] es nT/ζ.

Entonces, se define (Nyquist)

Contenido de información =

H = (T/ζ)log2n [bit]

En la figura del ejemplo:

Información transmitida =(10/1)log24= 20 [bit]

Capacidad del sistema Capacidad del sistema: máxima razón de transferencia o transmisión de información:

C=(información/T)=(1/ζ)log2n[bit/sec]

Para pasar un pulso de forma arbitraria, de un ancho determinado, con mínima distorsión se necesita:

B=(1/2ζ) [Hz] o ζ=(1/2B) [sec]

Así:

C=2B log2n [bit/sec]

Para un canal con ruido, se tiene la ley de SHANNON-HARTLEY que caracteriza la capacidad del canal como:

C = B log2(1+(s/n)) [bit/sec]donde:

(s/n) = 10 log10(s/n) [dB]y:

s=potencia media de la señal en W

n=potencia de ruido aleatorio en W

Cuantificación de una señal

Señal original

Señal cuantificada

Cuantificación: se va dividiendo el mapa de niveles en 2 sucesivamente y se le asigna un UNO a la 1era. mitad y CERO a la 2a. mitad

Fin

DataComm01.pptx