INTRODUCCIÓN

La señal PAM es la más sencilla de las modulaciones digitales. Consiste en

cambiar la amplitud de una señal, de frecuencia fija, en función del símbolo a transmitir.

Esta describe la conversión de señales analógicas en señales de pulsos donde la

amplitud del impulso denota la información analógica es una señal de banda lateral

doble, de modo que se requiere dos veces el ancho de banda requerido para la

transmisión banda base, en ella existe la variación de la amplitud de un pulso de posición

constante y de ancho constante de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.

La señal PAM s(t) se puede desmodular de forma sencilla utilizando un filtro paso

bajo con frecuencia de corte igual al ancho de banda de la señal moduladora m(t). La

señal recuperada tendrá una componente continua, debido a que la señal PAM contiene

la señal portadora, que se puede eliminar de forma sencilla mediante un condensador de

desacople. Además la señal recuperada tiene una ligera distorsión en amplitud debido al

efecto apertura causado por el alargamiento de las muestras que se puede corregir

utilizando un ecualizador.

SEÑALES PAM DIGITALES.

Código de Línea.

Un código en línea (modulación en banda base) es un código utilizado en un

sistema de comunicación para propósitos de transmisión.

Los códigos en línea son frecuentemente usados para el transporte digital de

datos. Estos códigos consisten en representar la señal digital transportada respecto a su

amplitud respecto al tiempo. La señal está perfectamente sincronizada gracias a las

propiedades específicas de la capa física. La representación de la onda se suele realizar

mediante un número determinado de impulsos. Estos impulsos representan los 1s y los

0s digitales. Los tipos más comunes de codificación en línea son el unipolar, polar, bipolar

y Manchester.

Después de la codificación en línea, la señal se manda a través de la capa física.

A veces las características de dos canales aparentemente muy diferentes son lo

suficientemente parecidos para que el mismo código sea usado por ellos.

Características.

Sincronización: contenido suficiente de la señal de temporización (reloj) que

permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.

Capacidad de Detección de Errores: la definición del código incluye el poder de

detectar un error y, en ocasiones, corregirlo.

Inmunidad al Ruido: capacidad para detectar adecuadamente el valor de la señal

ante la presencia de ruido – baja probabilidad de error.

Espectro: igualación entre el espectro de frecuencias de la señal y la respuesta

en frecuencia del canal de transmisión.

Ancho de Banda: contenido suficiente de señal de temporización (reloj) que

permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.

Transparencia: independencia de las características del código en relación a la

secuencia de unos y ceros que se transmita.

Sistema de Transmisión de Banda Base.

Una banda base se refiere a la banda de frecuencias producida por un transductor,

tal como un micrófono, un manipulador telegráfico u otro dispositivo generador de

señales que no es necesario adaptarlo al medio por el que se va a trasmitir.

Banda base es la señal de una sola transmisión en un canal. En los sistemas de

transmisión, la misma es generalmente utilizada para modular una portadora. Durante el

proceso de demodulación se reconstruye la señal banda base original. Por ello, podemos

decir que la banda base describe el estado de la señal antes de la modulación y de la

multiplexación y después de la demultiplexación y demodulación.

Las frecuencias de banda base se caracterizan por ser generalmente mucho más

bajas que las resultantes cuando éstas se utilizan para modular una portadora o

subportadora. Por ejemplo, es señal de banda base la obtenida de la salida de video

compuesto de dispositivos como grabadores/reproductores de video y consolas de juego,

a diferencia de las señales de televisión que deben ser moduladas para poder

transportarlas vía aérea (por señal libre o satélite) o por cable.

Regeneradores.

El regenerador es un tipo de repetidor utilizado para la transmisión digital en el

campo de las telecomunicaciones.

La energía de las señales que se transmiten por el canal se pueden recuperar de

dos modos distintos: mediante la regeneración y mediante la amplificación, estos dos

procesos están asociados a dos tipos de repetidores diferentes: los amplificadores y los

regeneradores.

El regenerador es un tipo de repetidor (dispositivo eléctrico) diseñado para las

transmisiones digitales, que obtiene a la salida de los mismos impulsos idénticos a los

del emisor de la fuente, aunque en su entrada los impulsos estén distorsionados y

contaminados por el ruido. Además, los regeneradores se utilizan, cuando la naturaleza

de la señal que se transmite por el canal es digital.

Principio de Regeneración:

Cuando una señal digital atraviesa un canal, la señal recibida por el receptor está

degradada debido a los efectos de la distorsión y el ruido. La regeneración es un

procedimiento que nos permite recuperar una señal idéntica a la del emisor mediante el

uso del regenerador. Este procedimiento, es solo aplicable a señales de línea digitales.

Implica la detención de la señal de línea que se recibe y la creación de una nueva

señal con forma rectangular limpia para su transmisión. Además, también es necesario

extraer la señal de reloj de sincronismo a partir de la señal de línea emitida.

La regeneración de las señales digitales, es todo lo que se necesita para restaurar

la señal a su forma original, es decir, no es necesario amplificar, ecualizar, ni procesar en

alguna otra forma. El hecho de que la señal se pueda regenerar perfectamente mediante

este procedimiento, es la razón por la cual la transmisión digital produce señales de alta

calidad.

RUIDOS Y ERRORES

Se denomina ruido en la comunicación a toda señal no deseada que se mezcla

con la señal útil que queremos transmitir. Es el resultado de diversos tipos de

perturbación que tiende a enmascarar la información cuando se presenta en la banda de

frecuencias del espectro de la señal, es decir, dentro de su ancho de banda.

El ruido se debe a múltiples causas: a los componentes electrónicos

(amplificadores), al ruido térmico de las resistencias, a las interferencias de señales

externas, etc. Es imposible eliminar totalmente el ruido, ya que los componentes

electrónicos no son perfectos. Sin embargo, es posible limitar su valor de manera que la

calidad de la comunicación resulte aceptable.

Para medir la influencia del ruido sobre la señal se uti liza la relación señal/ruido,

que generalmente se maneja en decibelios (dB). Como potencia de la señal se adopta

generalmente la potencia de un tono de pruebas que se inyecta en el canal. La potencia

del ruido suele medirse a la entrada del receptor, cuando por él no se emite dicho tono.

Cuando se transmiten señales digitales por un canal, el efecto del ruido se pone de

manifiesto en el número de errores que comete el receptor. Se deduce inmediatamente

que dicho número es tanto mayor cuanto más grande sea la probabilidad de error.

La probabilidad de error depende del valor de la relación señal/ruido. Cuanto

mayor sea esta relación, más destaca la señal sobre el ruido y, por tanto, menor es la

probabilidad de error. Cuando el ruido se añade a una señal con distorsión, la

probabilidad de error crece rápidamente.

La distorsión que produce el ruido en una determinada comunicación depende de

su potencia, de su distribución espectral respecto al ancho de banda de la señal, y de la

propia naturaleza de la señal y de la información que transporta. El ruido afecta de

diferente manera a la información que transportan las señales analógicas que a la

codificada mediante señales digitales. Esta es la causa por la que se ha establecido una

tipificación básica de los canales: los canales analógicos (con amplificación) y los canales

digitales (con regeneración).

Probabilidad de Error Binario.

Un canal binario simétrico con probabilidad p de fallo es un canal con una entrada

binaria y una salida (también binaria), definida con una probabilidad de error p. Esto viene

a significar, que si una variable aleatoria X se transmite, y se recibe la variable aleatoria

Y, entonces el canal viene determinado por las siguientes probabilidades condicionadas.

Pr( Y = 0 | X = 0) = 1-p

Pr( Y = 0 | X = 1) = p

Pr( Y = 1 | X = 0 ) = p

Pr( Y = 1 | X = 1 ) = 1-p

Donde 0 ≤ p ≤ 1/2. Si p>1/2 entonces el receptor obtendría los bits contrarios

(interpretar un 1 cuando se recibe un 0, y viceversa), obteniéndose un canal equivalente

con probabilidad de fallo 1-p ≤ 1/2.

Repetidores Regenerativos.

Cuando la transmisión es digital uno de los elementos que se encuentran en las

líneas de transmisión es el repetidor regenerativo. En este apartado se analiza cómo

funcionan estas líneas.

Funcionamiento.

El repetidor regenerativo reconstruye los pulsos que durante la transmisión han

sido atenuados, distorsionados y a los que se les ha añadido ruido. Sólo tratan los pulsos

de señal recibida, no conocen como es la trama, los intervalos de tiempo, entre otros, es

decir que desconocen la estructura de la información.

Las Funciones Básicas son:

Igualación y amplificación Recupera la forma de onda de la señal en línea. La

igualación se consigue con una ecualización de la señal. La amplificación con un

convertidor automático de ganancia (amplificación variable), así se consigue un valor de

pico prefijado.

SISTEMAS DIGITALES PAM DE BANDA LIMITADA.

Filtros Terminales Óptimos.

Surge cuando el canal es ruidoso y el ruido no es blanco y/ó cuando la respuesta

en frecuencia del canal varía considerablemente con el ancho de banda del mensaje, es

posible mejorar la relación Señal a Ruido (S/N) utilizando filtros diseñados especialmente

como transmisores y receptores.

Ecualización.

Un ecualizador es un dispositivo que procesa señales de audio. Este modifica el

contenido en frecuencias de la señal que procesa. Para ello, cambia las amplitudes de

sus coeficientes de Fourier, lo que se traduce en diferentes volúmenes para cada

frecuencia. Con esto se puede variar de forma independiente la intensidad de los tonos

básicos.

Ciertos modelos de ecualizadores gráficos actúan sobre la fase de las señales

que procesan, en lugar de actuar sobre la amplitud. De un modo doméstico generalmente

se usa para reforzar ciertas bandas de frecuencias, ya sea para compensar la respuesta

del equipo de audio (amplificador + parlantes -altavoces-) o para ajustar el resultado a

gustos personales.

Los hay analógicos y digitales, activos o pasivos, paramétricos, gráficos y

paragráficos. Los ecualizadores profesionales suelen tener, al menos, 10 bandas. Las

normas ISO establecen que las bandas de frecuencia han de ser, al menos, 31, 63, 125,

250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 y 16 000 Hercios.

TÉCNICA DE SINCRONIZACIÓN.

Sincronización de Bit.

La sincronización de bits, asegura que la máquina receptora sepa en qué

momento principie o termine un bit. La máquina receptora deberá mostrar el bit en su

centro y no durante un periodo de transmisión. La transmisión de caracteres asegura que

la máquina receptora sepa cuál es cada uno de los bits de un carácter. Sin esa

sincronización la maquina receptora podría pensar que el segundo bit de un carácter

fuera realmente el principio del mismo y los caracteres se interpretan incorrectamente.

Se necesita la sincronización de mensajes para asegurar que el mecanismo

receptor sepa cuales caracteres son los del principio y del fin de los registros o mensajes.

Esto equivale a decir que se necesitan 3 tipos de información de tiempo en la maquina

receptora:

Información de tiempo que le diga la posición exacta de un bit.

Información sobre cuál es el primer bit de un carácter.

Información sobre cuál es el principio y el fin de un mensaje.

La sincronización de bits puede llevarse a cabo en el MODEM. Algunos módems

se describen como de cronometraje automático y se establecen automáticamente el

espacio entre bits. El MODEM avisa a la máquina de procesamiento de datos cuando

hay que muestrear los bits. Sin embargo, esto no ocurre siempre y algunos modelos

envían simplemente a la máquina de procesamiento una cadena de impulsos y la

maquina tendrá que decidir cuando hay que muestrearlos. En este caso se necesita un

patrón de sincronización para establecer la base de los bits así como el carácter de la

sincronización.

La sincronización de caracteres se logra en la transmisión sincrónica

transmitiendo un patrón único de bits. Por ejemplo el esquema del bloque de datos con

caracteres comprimidos en la información de un arranque y parada, cada carácter lleva

consigo su propia información de sincronización. Cuando se descubre la transmisión al

bit de arranque, esto hace que la maquina receptora muestre los bits de datos

posteriormente a intervalos correctos. Los arranques y paradas dan una forma de

transmisión menos susceptible al ruido y a las vibraciones de la transmisión sincrónica.

Este efecto es superior a mayores velocidades.

La sincronización de mensajes se necesita en los mecanismos sincrónicos o de

arranque y de parada y es probable que tenga la misma forma en cualquiera de ellos.

Estructura de bloques.

Patrón de sincronización 111111,111110

Comprobación de errores

111111,111110 bit – mensaje

Primeros bits que se envían antes del mensaje.

Un bloque de bits enviados por una transmisión sincrónica debe tener ciertas

características, por ejemplo, debe empezar con el carácter o patrón de sincronización y

normalmente termina con un carácter o patrón de comprobación de errores como en

otros registros de datos que se usan en las computadoras.

La longitud del globo puede ser fija o variable, a menudo es variable porque

ordinariamente permite una mejor utilización de la línea. En la mayor parte de los

sistemas sería necesario llenar muchos bloques con caracteres en blanco si se usaran

bloques de longitud fija. Si el bloque es de longitud variable habrá que usar un patrón de

final de bloque para avisar a la maquina receptora que inicia las actividades necesarias

cuando termine un bloque. A menudo los datos se envían en forma de caracteres o

grupos que por lo común son de 6, 7 u 8 bits por ejemplo, el bloque de la figura de la

transmisión sincrónica usa caracteres de 6 bits que se transmiten sin comprobación de

paradas, de modo que todo el bloque se divide en grupos de 6 bits el bloque debe

comenzar con los siguientes caracteres:

111111, 111110-

En ese orden lo que constituye es el patrón de sincronización. Un circuito de la

maquina receptora pasa todo su tiempo rastreando y envía en busca de ese patrón y

cuando lo encuentra, el mecanismo receptor sabe que el siguiente bit reciba el primer bit

de datos.

El patrón de sincronización es único y la prueba en clave de los caracteres deberá

ser de tal naturaleza que no pueda ocurrir en cualquier sin parte de la transmisión

después da patrón de sincronización de cada bloque, sigue la dirección de la terminal a

donde redestina el mensaje, el mecanismo transmisor puede tener todavía los mismos

datos y por lo tanto también puede necesitarse un carácter de final de transmisión en el

repertorio por consiguiente tenemos 5 caracteres de marcación:

Principio de encabezado

Principio del texto

Fin del registro

Fin del bloque

Fin de la transmisión

El bloque termina con un quinto bit del patrón de comprobación de errores e

inmediatamente antes de este estará el carácter del final del mensaje. Cuando se está

transmitiendo el texto, el mecanismo receptor estará generando su propio patrón de

comprobación de errores calculado mediante los caracteres recibidos.

Generación de Frecuencia Speudonudos.

Sincronización de Trama.

Es el proceso de escaneo a una fuente de sincronización de píxeles de

visualización de sincronización. Cuando se conectan varios sistemas, una señal de

sincronización se alimenta desde un sistema principal a los otros sistemas de la red, y

las pantallas están sincronizados entre sí.

Durante la recepción de una corriente de datos de sincronización de cuadro

enmarcado, o el armazón es el proceso por el cual se identifican las señales de alineación

de tramas entrantes, permitiendo que los bits de datos dentro de la trama que se extrae

para la decodificación o la retransmisión.

CONCLUSIONES

Para el transporte digital de datos, se utiliza con frecuencia los códigos de línea.

En los sistemas de transmisión, la señal banda base es utilizada para modular

una portadora.

En telecomunicaciones es manejado un tipo de repetidor utilizado para la

transmisión digital llamado regenerador el cual es un dispositivo eléctrico diseñado

para las transmisiones digitales.

El ruido es aquella señal no deseada que se mezcla con la señal útil que queremos

transmitir; y este puede ser causado por el ruido térmico de las resistencias, las

interferencias de señales externas, entre otras causas.

La posibilidad de error obedece al valor de la relación señal/ruido. Cuando mayor

sea esta relación, más acentúa la señal sobre el ruido y, por tanto, menor es la

probabilidad de error.

Uno de los objetivos de los filtros terminales óptimos es eliminar la distorsión lineal

de amplitud producida por el canal.

Para asegurar que la máquina receptora sepa en qué momento inicie o termine

un bit, es necesaria la sincronización de bits.

BIBLIOGRAFÍA

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