capitulo 1 - comunicaciones digitales v2

7/25/2019 Capitulo 1 - Comunicaciones Digitales V2

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Probabilidades

Sistemas de Comunicaciones

Digitales


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Degradacin del Pulso yRegeneracin


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Transformaciones Bsicas enComunicacin Digital


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Diagrama de Bloques de Un sistemade comunicacin Tpico, Digital


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Elementos de la ComunicacinDigital


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Canal con ruido aditivo

MODELAMIENTO DEL CANAL DE COMUNICACION


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Canal de filtro lineal

Canales de tel fonoalam!rado, los "ltros son usados paraasegurar que las se#ales

Transmitidas no e$cedan loslimites de anc%o de !anda y

no interferir con otroscanales&'e caracteri(anmatemticamente porcanales de )iltro lineal conruido aditi*o&


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Canal de filtro lineal variante en el tiem oCanales como acustica !a-o elagua, canal de radio ionosfericoque resulta en propagacinmultitrayectoria *aria!le en eltiempo, puede ser caracteri(adamatematicamente como "ltroslineales *aria!les en el tiempo&

Tales "ltro son caracteri(ados

por respuesta al impulso c+.,ten el tiempo t de!ido al impulsoaplicado en el tiempo t/.Un modelo para propagacin dese#al con multitrayectoria atra*es de canales "sicos como laionosfera +frecuencias por de!a-ode 01 23( y mo*il celular, en elcual la respuesta al impulso*aria!le en tiempo tiene laforma&

Donde a4+t represente el factor de atenuacin *ariante en el tiempo para los5 trayectos de la propagacin multitrayectoria&

.4 son los retardos correspondientes&


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C, capacidad de canalW, ancho de bandaP, potencia promedio transmitidoNo, densidad espectral de ruido

Si la tasa de informacin R desde la fuente es menor que C(R


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6 7u es el ruido8 9quella componente de tensin o intensidad indeseada que sesuperpone con la componente de se#al que se procesa o queinter"ere con el proceso de medida&

Ruido interno o inherente : 'e genera en los dispositi*oselectrnicos comoconsecuencia de sunaturale(a fsica &Es de naturale(a aleatoria&

Ruido externo o interferencias:

'e genera en un punto del sistemacomo consecuencia de acoplamiento

el ctrico o magn tico con otro puntodel propio sistema, o con otrossistemas&Puede ser peridico, intermitente, oaleatorio&


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6Cmo se puede e*itar el ruido8

2ediante m todos que tratan dereducir el ruido en sus fuentes y ensu propagacin , como son last cnicas de ca!leado, !linda-e, o dise#ode dispositi*os de !a-o ruido&

2ediante m todos de ltrado y promediado de

la seal , para amortiguar el ni*el de ruido frentea la se#al ue se rocesa&


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T;P


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Ruido Rosa:Una se#al o un proceso con un espectro defrecuencias tal que su densidad espectral depotencia es proporcional al recproco de sufrecuencia& 'u contenido de energa por frecuenciadisminuye en 0 dB por octa*a&


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!uido !o"o#$ro%niano PS' del ruido marrn!Su PS' es directamente proporcional a o dicho de otra forma decae

d por octava a medida que subimos en frecuencia! * veces se lo

desi+na como marrn del in+l s bro-n lo que puede llevar aequ&voco con su verdadera naturale.a/ esto no tiene nada que ver conque su espectro se equipare al color marrn, estando m#s cercano alro0o, sino con el cient&fico Robert ro-n que estudio elmovimiento bro-niano ! 1ste tipo de ruido puede ser +enerado por un

al+oritmo que simule dicho movimiento!
http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_brownianohttp://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_browniano


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231 N45S1/Su PS' es directamente proporcional a 6 o dicho de otra forma se incrementa7 d por octava a medida que subimos en frecuencia! 1n computacin +r#fica , elt rmino ruido a.ul se usa a veces para describir ruido con mu8 poca potencia en

ba0a frecuencia 8 con PS' creciente 8 suave! 1ste tipo de ruido se usa entoncesen t cnicas de tramado (9itchell, :; =)!
http://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_gr%C3%A1ficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tramadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tramadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_gr%C3%A1fica


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R35'4 >5421%*/

Su PS' es directamente proporcional a 6 ?


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'u P'D es muy similar a la cur*a de ponderacin sofom trica & Esta cur*acorresponde al ni*el de presin sonora que de!era tener cada frecuenciapara que todas fuesen perci!idas con la misma intensidad aparente+mismo *olumen por el odo %umano& Por e-emplo, si tenemos dos tonos+dos ondas ac?sticas simples de la misma potencia, pero uno de @@1 3(y otro de @@11 3(, el segundo ser muc%o ms A%irienteA para el odo seperci!ir con una intensidad aparente muc%o mayor&

Por lo anterior, desde el punto de *ista auditi*o, el ruido gris es elaut ntico ruido !lanco, puesto que todas sus frecuencias son perci!idas
http://es.wikipedia.org/wiki/Curva_isofonicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_isofonicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_isofonicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_isofonica


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T;P


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2edida y o!ser*acin del ruido

5os instrumentos %a!ituales para la medicon de los ruidos de unase#al son:

=alor rms del ruido:=alor medio de =a!s:


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Ruido de circuitosintegrados

En los circuitos integrados es frecuente que sepresente me(clados ruido !lanco y ruido rosa& El ruidorosa domina a !a-a frecuencia +por de!a-o de unafrecuencia de corte fce y el ruido !lanco es el residuala alta frecuencia&5a densidad espectral de potenciaes:

;ntegrando esta densidad, se puedee$presar el *alor rms de ruido:


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Caracteri(acin de las fuentes de ruido

Ruido Trmico o ruido Johnson:Es un ruido que est presente en toda resistencia yque es causado por la agitacin t rmica de loselectrones +o %uecos en el caso desemiconductores &El espectro de la se#al de ruido t rmico es de tipo!lanco, y tiene una densidad de potencia de *alor:


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Caracteri(acin de las fuentes de ruido ;;Ruido de disparo (Shot noise :

Es el ruido que se genera cuando una intensidadatra*iesa una !arrera de potencial, y es consecuenciade la naturale(a discreta de las cargas& 5a corriente de!ase de los transistores B T presenta este tipo de ruido&

El espectro del ruido de disparo es de tipo !lanco, y sudensidad de potencia es uniforme para todas lasfrecuencias y de *alor:El *alor rms de ruidopara una anc%ura de!anda de medidaB :

aracter (ac n e as uentes e ru o


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aracter (ac n e as uentes e ru o;;;

Ruido de !uctuacin ("lic#er $oise :Esta presente en todos los dispositi*os acti*os y pasi*os,aunque su origen depende del tipo de dispositi*o& Es unruido de tipo rosa + Ff y que se caracteri(a por serfuncin de la intensidad que atra*iesa el dispositi*o:

esta relacionado con la captura yli!eracin de electrones y %uecos en

las trampas de recom!inacin delsemiconductor&esta relacionado con los estados deenerga atpica que se crean en lainterfase entre el silicio y el $ido, loscuales -uegan el papel de trampaspara las cargas&

es muc%o mas acusado en lasresistencias de car!n, que en las de"lamento enrrollado, y aparece como uruido en e$ceso so!re el ruido t rmico,es dependiente de la intensidad que laatra*iesa&


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T%&'S ) R*% '

El ruido consiste en la superposicin de se#ales indeseadas a la informacinque se est transmitiendo&

E$isten cuatro tipos fundamentales de ruido, a sa!er:+, Ruido trmico , determinado por el mo*imiento !roGniano de los

electrones en los conductores, por efecto de la agitacin t rmica

-, Ruido de intermodulacin (%. , producto de la presencia de medios odispositi*os no lineales que distorsionan la se#al& El efecto de la no

linealidad es el de producir componentes armnicas de frecuencia m?ltiplede la fundamental& Este efecto se produce tam!i n en los procesos demodulacin, cuando dos se#ales son multiplicadas entre s, dando origen atoda una serie de componentes de *ariada frecuencia& Cualquier defectoen el "ltrado puede causar que algunas de estas componentes apare(cacomo ruido en la !anda pasante de otro canal de comunicacin

/, Ruido de interferencia ( crosstalk , de!ido al acoplamiento indeseadoentre canales de comunicacin& Puede ser de tipo el ctrico o magn tico, o!ien puede originarse por defecto de "ltrado entre canales adyacentes

0, Ruido impulsi1o , consiste en la aparicin de picos aleatorios y de cortaduracin& 9fecta esencialmente los sistemas de transmisin de datos en

cuanto incrementa la tasa de error


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S)234)S34)3T'R%3SSon a5uellas 5ue 1ar6an en forma aleatoria con eltiempo7 es decir7 a cada instante asumen un 1alorde car8cter casual7 por lo tanto puedendescri9irse nicamente de manera pro9a9il6stica,)ntre las seales aleatorias m8s importante enlas telecomunicaciones7 se hallan el ruido7 lasseales de 1o; y las seales de 1ideo7 entreotros,

'e#ales aleatorias:


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e#ales aleatorias:


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R*% ' TDR.%E'Se denomina tam9in Fruido 9lancoG y se

caracteri;a por tener un espectro dedensidad de potencia uniforme entre < y

f

Espectro unilateralde densidad depotencia

1

4T

Ho

9 partir del espectro de densidad de potencia, es posi!le calcular la potenciade ruido disponi!le H a la salida de un canal de comunicacin de anc%o de!anda B , a pacto que este no introdu(ca ruido adicional y tenga una gananciade potencia unitaria +e ideal &

4 &0I10 1 @0

J

constante de Bolt(man

T temperaturaa!solutade la fuente de ruido J [ ]

Eanal%deal de

ancho de9anda

B yHanancia

+

ReceptoracopladoH

R

Keneradorde ruidoBlanco f 1

I(f

B

$ #TB

#T

H 4 T 3( o


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El ruido !lanco +tensin o corriente esuna se#al aleatoria, es decir adquiere un*alor casual a cada instante de tiempo&Por lo tanto no puede descri!irse confrmulas determinsticas, sino

estadsticas& 'e dice tam!i n que esgaussiano, puesto que su densidad depro!a!ilidad es una cur*a gaussiana&

R*% ' TDR.%E'

=alor medio: $ L

Des*iacin estndar: L $ /

=arian(a: @ L +$ / @

@ L $ @ M @$N @

@ L $ @ M @@ N @

@ L $ @ M@x+ x-

t

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