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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú - Decana de América)

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELECTRICA Teléfono: 619-7000 – Telefax: 4209

EAP. INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

"Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático

SYLLABO I. DATOS ADMINISTRATIVOS

Nombre del Curso : SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DIGITAL I

Tipo de curso : Teórico - práctico

Código : 191073

Ciclo : Séptimo

Número de créditos : CINCO ( 5 )

Horas de clase semanales : 6 horas

Profesor : Milton Rios Julcapoma

Correo electrónico : mriosj@unmsm.edu.pe

II. SUMILLA

Se presenta los principios y retos de la tecnología digital aplicada a los problemas de

ingeniería en sistemas de comunicaciones; el propósito es formar a los alumnos

desarrollándose en ellos la capacidad de utilizar conceptos, métodos y experiencias en favor

de un claro entendimiento de todos los elementos de un Sistema de Comunicación Digital; se

inicia el curso con un el estudio estadístico y espectral de señales de información y Ruido

modeladas como procesos aleatorios, se estudia los efectos del canal de comunicación, la

medida de la Información según la teoría de Shannon, codificación de fuente, modelos de

canales de comunicación, codificación de canal y parámetros de performance del sistema.

III. ASPECTOS DEL PERFIL QUE APOYA LA ASIGNATURA.

El presente curso apoyara los siguientes aspectos del perfil de la FIEE:

Profesional con conocimiento de sistemas de comunicaciones, redes informáticas y equipos de radiocomunicaciones

IV. COMPETENCIAS DEL CURSO

Identifica y/o compara desde el punto de vista estadístico a señales que pueden

contener tanto información como ruido.

Aplica correctamente el concepto abstracto de información contenida en una señal

eléctrica de tipo aleatoria.

Identifica y analiza las funciones de cada bloque del “Modelo neutro de Comunicación de

Shannon” orientado a las comunicaciones digitales.

Aplica correctamente los criterios de performance en un sistema de comunicación digital,

con fines de comparación de calidad entre sistemas.

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V. PROGRAMACION DE LOS CONTENIDOS Y ACTIVIDADES

El contenido temático del curso está dividido en cinco temas a desarrollarse de manera

lógica y en orden consecutiva, a saber:

Unidad 1: ESTUDIO ESTADISTICO DE SEÑALES QUE CONTIENEN INFORMACION Y RUIDO

Logros del aprendizaje:

Comprender los casos y problemas de la Ingeniería de Comunicaciones para la cual el

tema de Probabilidades es una herramienta importante.

Modelar al Ruido y la Señal de información mediante el concepto de variable aleatoria y

a partir de ella calcular sus promedios estadísticos.

Identificar y comparar “señales aleatorias” a partir del estudio de sus promedios

estadísticos.

Analizar espectralmente una señal aleatoria a partir del concepto de Proceso estocástico.

Nº de horas: 04 horas semanales.

Semanas Nº: 07 semanas (de la 1ra a la 7

ma semana)

TEMAS

1. Tecnología digital en sistemas de

comunicaciones.

2. Fundamentos de Señales Aleatorias.

3. Promedios y momentos de una señal

aleatoria.

4. Estadísticas y Momentos conjuntos.

5. Correlación y covarianza.

6. Señal aleatoria como proceso estocástico.

7. Densidad espectral de potencia.

ACTIVIDADES

a. Conversación sobre la evolución de la

tecnología analógica hacia la digital en

comunicaciones.

b. Conversación y explicación de por qué

una señal con información o ruido es

de naturaleza aleatoria.

c. Explicación y simulación de la

representación de una señal aleatoria

como una variable aleatoria.

d. Estudiar y simular calculo de

estadísticas de una señal aleatoria.

e. Explicación de la representación de

una señal aleatoria como un proceso

estocástico.

f. Explicación del concepto de Densidad

espectral como herramienta para el

análisis espectral de una señal

aleatoria

LECTURA SELECTA

Señales de banda base, NOTA DE CLASE Nro 1

Señales como experimentos no determinísticos o aleatorios; NOTA DE CLASE Nro2

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ESTRATEGIAS DIDACTICAS A EMPLEAR

Participan los alumnos exponiendo sus conocimientos sobre el tema de “Introducción a

las telecomunicaciones” que serán útiles para el presente curso.

En la introducción del curso se desarrolla un problema simple pero especialmente

propuesto para mostrar que hay componentes en cualquier sistema de comunicaciones

digital que son de naturaleza aleatoria, resaltando la importancia de las herramientas

probabilísticas.

Se hace uso importante de un software de simulación matemático para estudiar

estadísticamente una señal aleatoria.

EQUIPOS Y MATERIALES

Pizarra Blanca

Plumones de dos colores (de preferencia uno de ellos rojo)

Mota

Una PC o Laptop con conexión a internet.

Un software de simulación instalado en la PC o Laptop

Una hoja de cálculo instalada en la PC o la Laptop

BIBLIOGRAGIA

1. PEYTON Z. PEEBLES, JR.: Probability, Random variables, and Random Signal Principles,

3ra Ed. USA Mc. Graw-Hill 1993

2. ATHANASIOS PAPOULIS: Probability, Random Variables and Stochastic Processes 3ra.

Ed. USA Mc. Graw-Hill 1991.

Unidad 2: TEORIA DE SHANNON Y MEDIDA DE LA INFORMACION

Logros del aprendizaje:

Comprender a la “Señal de información” como una señal física aleatoria que contiene

una cantidad “medible” de información

Comprender el concepto de ENTROPIA de la información como el promedio de

información que genera una fuente.

Nº de horas: 04 horas semanales.

Semanas Nº: 01 semana (9na semana)

TEMAS

1. Fundamentos de la Teoría de la

Información.

2. Medida logarítmica de la información,

definición del “bit” y “nat”.

3. Información mutua y Autoinformación.

4. Entropía de una fuente de información.

ACTIVIDADES

a. Conversación sobre la Teoría de la

información de Shannon como

fundamento de las comunicaciones

digitales.

b. Explicación de los componentes de un

sistema de comunicación según

Shannon.

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c. Conversación y explicación de por qué

la información se mide

logarítmicamente.

d. Explicación del concepto de Entropía

de una fuente de información.

LECTURA SELECTA

Modelo de Shannon de un Sistema de Comunicación Digital, NOTA DE CLASE Nro 5

ESTRATEGIAS DIDACTICAS A EMPLEAR

Participan los alumnos exponiendo sus puntos de vista de lo que entienden por el

concepto de “Información“.

Explicación en pizarra de la propiedad aditiva en el cálculo de la información medida

logarítmicamente.

Participan los alumnos exponiendo sus puntos de vista de lo que entienden “Entropía”

aprendido en el curso de Física.

Mediante el uso del Excell se hace un cálculo sencillo de la entropía de una fuente de

información de texto.

EQUIPOS Y MATERIALES

Pizarra Blanca

Plumones de dos colores (de preferencia uno de ellos rojo)

Mota

Una PC o Laptop con conexión a internet.

Una Hoja de Cálculo instalada en la PC o Laptop

BIBLIOGRAGIA

1. JOHN G. PROAKIS: Digital Communications 3ra. Ed. USA: Mc Graw--Hill 1995.

2. DAVID J.C. MACKAY: Information Theory, Inference and Learning Algorithms

Version 7.2 Cambridge University Press 2005.

3. BERNARD SKLAR: Digital Communications Fundamentals and Applications 2nd.

Ed. Prentice Hall PTR 2001

Unidad 3: CODIFICACIÓN DE FUENTE Y CODIFICACION DE CANAL

Logros del aprendizaje:

Seleccionar los procedimientos para preparar (codificar) la información analógica antes

de introducirla en un Sistema de Comunicación Digital.

Comprender los principios de la codificación de fuente y de canal cómo contribución a

limitar la Tasa de errores en la comunicación

Interpretar el concepto de ENTROPIA de la información como el “Limite de compresión

sin perdidas” según la Teoría de la Información.

Nº de horas: 04 horas semanales.

Semanas Nº: 02 semanas (10ma y 12

da semana)

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TEMAS

1. Codificadores de fuente analógica,

características y comparaciones de

funcionamiento.

2. Principios de la codificación de fuente,

redundancia y compresión de la

información.

3. Entropía como límite entre la Compresión

sin perdidas y con pérdidas de

información

4. Tipos de canales de comunicación y

modelos matemáticos.

5. Codificación de canal, concepto de “bits

de redundancia”, codificadores tipo ARQ

y FEC.

ACTIVIDADES

Participan los alumnos exponiendo sus

puntos de vista de lo que entienden

por el concepto de “Conversión

Análogo Digital”.

e. Conversación sobre el concepto

general de “Redundancia” y como se

presenta en el contenido de

Informacion.

f. Explicación de los componentes de un

sistema de comunicación según

Shannon.

g. Conversación y explicación de por qué

la información se mide

logarítmicamente.

h. Explicación del concepto de Entropía

de una fuente de información.

LECTURA SELECTA

A Mathematical Theory of Communication, By C.E. Shannon Reprinted with corrections from The

Bell System Technical Journal

ESTRATEGIAS DIDACTICAS A EMPLEAR

Los alumnos realizaran en grupos de 3 (máximo) un trabajo de estudio o investigación

sobre un tema propuesto por el profesor, el cual deberá ser consultado y dirigido por el

profesor antes de su presentación.

EQUIPOS Y MATERIALES

Pizarra Blanca

Plumones de dos colores (de preferencia uno de ellos rojo)

Mota

Una PC o Laptop con conexión a internet.

BIBLIOGRAGIA

4. JOHN G. PROAKIS: Digital Communications 3ra. Ed. USA: Mc Graw--Hill 1995.

5. DAVID J.C. MACKAY Information Theory, Inference and Learning Algorithms

Version 7.2 Cambridge University Press 2005.

Unidad 4: MODULACIÓN DIGITAL

Logros del aprendizaje:

Conocer la función que cumple un modulador digital en un sistema de comunicación

digital.

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Conocer fundamentos de los Moduladores Digitales incidiendo en sus diferencias y

ventajas.

Nº de horas: 04 horas semanales.

Semanas Nº: 02 semanas (13ra y 14ta

semana)

TEMAS

1. Modulación ASK, FSK, PSK, usos,

ventajas y desventajas.

2. Modulación en cuadratura: QAM, QPSK,

otros.

3. Parámetros de performance en la

comunicación, tasa de errores (Bit Error

Rate), tasa de energía de bit a densidad

espectral de potencia de ruido (Eb/No).

ACTIVIDADES

a. Realizar simulaciones en software de

los diversos tipos de modulación.

b. Realizar cálculos de performance de un

sistema de comunicaciones digital.

LECTURA SELECTA

Digital Modulation – Documentation Center:

http://www.mathworks.com/help/comm/ug/digital-modulation.html

¿Qué significa Eb/No? - By Jim Pearce, NOTA DE CLASE Nro 11 (Traducción)

ESTRATEGIAS DIDACTICAS A EMPLEAR

Tomando las consultas de aquellos alumnos cuyos trabajos de estudio o investigación

involucren Moduladores Digitales, se establecerá una conversación sobre el tema entre

todos el salón; estos temas e tomarán como “Casos de discusión”.

Se hace uso de un software de simulación orientado a comunicaciones para

complementar los cálculos teóricos de la performance de un sistema de

comunicaciones digital.

EQUIPOS Y MATERIALES

Pizarra Blanca

Plumones de dos colores (de preferencia uno de ellos rojo)

Mota

Una PC o Laptop con conexión a internet.

Un software de simulación instalado en la PC o Laptop

BIBLIOGRAGIA

6. JOHN G. PROAKIS: Digital Communications 3ra. Ed. USA: Mc Graw--Hill 1995.

7. DAVID J.C. MACKAY Information Theory, Inference and Learning Algorithms

Version 7.2 Cambridge University Press 2005.

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Unidad 5: SEÑALES SPREAD SPECTRUM PARA COMUNICACIONES DIGITALES

Logros del aprendizaje:

Conocer los fundamentos básicos y principios de una de las técnicas de comunicación

digital más usadas en nuestro medio

Conocer los tipos y la forma en que estos sistemas funcionan así como sus

características y ventajas.

Nº de horas: 04 horas semanales.

Semanas Nº: 02 semanas (15ta semana)

TEMAS

1. Concepto del “espectro ensanchado”

(SPREAD SPECTRUM).

2. Códigos ortogonales (CODIGOS DE

WALSH)

3. Concepto del “Multiplex en el Dominio del

Codigo” (CDMA).

4. Spread spectrum de secuencia directa

(Direct Sequence) y salto de frecuencia

(Frequency Hopping).

ACTIVIDADES

a. Elaborar programas que prueben la

ortogonalidad de los códigos de walsh.

LECTURA SELECTA

Spread Spectrum – De Nayer Instituut, 6 Okt-99

ESTRATEGIAS DIDACTICAS A EMPLEAR

Utilizando el software de simulación se probara la ortogonalidad de los códigos de

Walsh.

EQUIPOS Y MATERIALES

Pizarra Blanca

Plumones de dos colores (de preferencia uno de ellos rojo)

Mota

Una PC o Laptop con conexión a internet.

Un software de simulación instalado en la PC o Laptop

BIBLIOGRAGIA

1. JOHN G. PROAKIS: Digital Communications 3ra. Ed. USA: Mc Graw--Hill 1995.

2. DAVID J.C. MACKAY Information Theory, Inference and Learning Algorithms

Version 7.2 Cambridge University Press 2005.

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VI. ESTRATEGIAS DIDACTICAS

1. Generar conversación entre alumnos sobre un tema nuevo

2. Desarrollar un problema especialmente diseñado para introducir conceptos nuevos

3. Proponer un tema a estudiar o investigar dirigido por el profesor

4. Desarrollar prácticas de simulación por software

5. Entregar a los alumnos NOTAS DE CLASE (temas de repaso, temas nuevos, traducciones

técnicas del inglés, etc.)

VII. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Pizarra Blanca

2. Plumones de dos colores (de preferencia uno de ellos rojo)

3. Mota

4. Una PC o Laptop con conexión a internet instalada en el salón de clase.

5. Un software de simulación instalado.

6. Una hoja de cálculo instalada.

VIII. EVALUACION

a. Criterios:

1. Los informes de actividades practicas se evaluarán básicamente a partir de los dos

siguientes criterios:

o Se evaluará resultados verificables en las prácticas realizadas.

o Para cada informe se evaluará las conclusiones del alumno.

2. Para los trabajos de investigación o estudio la calificación estará basado en los

siguientes criterios:

o Desarrollo lógico del tema 20%

o Mención de las fuentes (URL, libros, revistas, Papers, etc.) 20%

o Profundidad del tema 25%

o Aporte personal (Análisis y conclusiones fundamentadas) 35%

o Exposición del tema (caso necesario)

b. Procedimientos:

a. La nota final del curso se calculará de la siguiente manera:

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)(2)(2 NTINEFNEPNF

Donde:

NF = Nota Final

NEP = Nota de Examen Parcial

NEF = Nota Examen Final

NTI = Nota de Trabajo de Estudio o Investigación

b. El trabajo de estudio o investigación se realizará con asesoría del profesor, por

tanto los alumnos deberán hacer revisar los avances de su desarrollo en un

mínimo de 02 oportunidades. No se aceptaran trabajos sin que el profesor haya

orientado su desarrollo previo a la entrega del mismo.

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c. Los grupos para el trabajo de investigación o estudio estarán integrados por un

máximo de 03 alumnos.

d. La entrega de cualquier informe de actividades practicas en fecha convenida se

hará en impreso (a la mano) y archivo electrónico (por e-mail) y son de

carácter individual.

e. Durante el desarrollo del curso se harán entrega de NOTAS DE CLASE las cuales

contienen información complementaria o de interés al desarrollo del mismo.

f. El examen sustitutorio será de todo el curso y reemplazará a la nota más baja

entre NEP o NEF

g. Las semanas en que se tomaran el examen parcial, final y sustitutorio son:

Examen Parcial: semana de exámenes (8va Semana)

Examen Final: semana de exámenes (16ta Semana)

Examen Sustitutorio: semana de sustitutorios (17ma Semana)

IX. BIBLIOGRAFIA

Libros texto: (*)

1.-JOHN G. PROAKIS: Digital Communications 3ra. Ed. USA: Mc Graw--Hill

1995

2.-PEYTON Z. PEEBLES, JR.: Probability, Random variables, and Random Signal

Principles, 3ra Ed. USA Mc. Graw-Hill 1993

Libros de consulta

3.-F. G. STREMLER: Introducción a los Sistemas de Comunicaciones. 3ra Ed.

USA. Addison Wesley Iberoamericana 1993.

4.-ATHANASIOS PAPOULIS: Probability, Random Variables and Stochastic Processes

3ra. Ed. USA Mc. Graw-Hill 1991.

5.-DAVID J.C. MACKAY Information Theory, Inference and Learning Algorithms

Version 7.2 Cambridge University Press 2005.

6.-BERNARD SKLAR Digital Communications Fundamentals and Applications

2nd. Ed. Prentice Hall PTR 2001

(*) En razón que la diversa literatura técnica existente puede utilizar un vocabulario técnico diferente para los términos

técnicos, es que para fines de este curso dicho vocabulario estará regido por el vocabulario usado en los “Libros texto”.

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NOTAS COMPLEMENTARIAS AL PRESENTE SILABO PARA EL SEMESTRE 2014-I:

DEL DELEGADO DEL CURSO

1. Los alumnos elegirán, con carácter obligatorio, un delegado del curso titular y

otro suplente. El delegado se encargará de difundir toda información referente al

desarrollo del curso, así como servir de interlocutor de los alumnos (todo el salón)

para reclamos, solicitudes, opiniones y comunicaciones hacia el profesor.

2. El alumno elegido como delegado tendrá dos puntos de bonificación sobre su

nota del examen final del curso, dichos puntos quedarán sin efecto si los alumnos

informan al profesor por escrito que el delegado no cumple con su función en cuyo

caso el nuevo delegado será el suplente con el beneficio que al titular le corresponde.

RECOMENDACIONES AL ALUMNO

Para el mejor desarrollo del presente curso es necesario tener presente lo siguiente:

1. Repasar los conceptos de Teorema de Muestreo, Cuantización y Codificación

2. Repasar la Teoría de probabilidades y procesos Estocásticos.

3. Conocer el manejo básico de un software de simulación

4. Tener conocimiento de Programación básica

5. Se debe tener conocimiento de Ingles intermedio.

6. Si algún alumno tiene un inconveniente particular que interfiera en su rendimiento o

participación durante el desarrollo del curso, este deberá comunicarlo al profesor (no

al delegado) inmediatamente.

CU. 09 de Abril de 2014