El contenido de la primera parte del curso es en general:

1. Introduccin

1.1 Diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones.

1.2 Seales y su clasificacin.

1.3 Modos de transmisin Simplex, halfduplex y fullduplex

1.4 Limitaciones Inherentes de los sistemas

1.5 Mtricas de desempeo SNR.

1.6 Conceptos de modulacin, multicanalizacin y acceso mltiple.

2. Sistemas lineales invariantes en el tiempo

2.1 Caractersticas

2.2 Funcin de transferencia

3. Distorsin

3.1 Transmisin sin distorsin

3.2 Distorsin lineal y no lineal.

*4. Filtros y filtrado de seales.

4.1 Filtros ideales, clasificacin por respuesta en Frecuencia, limitacin en banda, ancho de banda

4.3 Filtros Reales Butterworth y Bessel, pasabandas y pasabajas.

4.4 Filtros de cuadratura. Transformada de Hilbert (seales pasabanda)

NOTA:Elsiguientematerialsoloesdeapoyoparapresentarlasclases.Sugieroconsultarlabibliografaproporcionada.

f(t)F(w

)w)

h(t)H(w)

g(t)=f(t)*hG(w)=F(w)H

h(t)H(w)

Codificac

P V

cindefuente

PCMVoIP

Modulador

Definicionesdeanchodebanda

Enanchodebandadeuncanaleselintervalodefrecuenciasquepuedetransmitirconfidelidadrazonable.

Seallimitadaentiempo Frecuenciainfinita

Sealilimitadaentiempo Frecuenciafinita

L

Estaexpr

Limitacionesinhe

es el a es la c es la p es la

resinesvlidae

erentes(Teorem

ancho de banda capacidad del capotencia de la sepotencia del rui

enpresenciader

adeShannon)

del canal en Heanal (tasa de biteal til ido presente en

uidoaditivoblan

ertz. s de informaci

el canal que trat

coGaussianoAW

n bit/s)

ta de enmascara

WGN(AdditiveWh

[bits/segun

ar a la seal til.

hiteGaussianNo

ndo]

.

oise).

Seales

Seal

Conjuntodedatosoinformacincuyovalor(magnitud)variaconrespectoaalgunavariableindependiente(tiempo,espacio,etc.)

Unasealanalgicaesaquellacuyaamplitudpuedetomarcualquiervalorenunintervalocontinuo.(laamplitudpuedetomarunainfinidaddevalores)

Unasealdigitalesaquellacuyaamplitudpuedetomarunnmerofinitodevalores.

Fuentedeinformacin

Analgicas.Variacinde:presinsonora(instrumentosmusicales,cuerdasvocales,etc.),intensidaddeluz(enunaescena),nivel(decombustible,temperatura,presin,etc.).

Digitales.Letrasdeuntexto,rayasdelcdigoMorse,encendido/apagado,etc.

Energadeunaseal.Unasealconenergafinitaesunasealdeenerga.

2 2

2lim ( )

T

TTE f t dt

2Volts s

Potenciadeunaseal.Unasealdepotenciaesunasealconpotenciafinitaymayorquecero.

2 2

2

1lim ( )T

TTP f t dt

T 2Volts

Ejemplo

MTRICASDEDESEMPEO

Sistemasanalgicos:criteriosdefidelidad

Relacinsealaruido(SNR)

Sistemasdigitales

Probabilidadderecibirincorrectamenteunbitoprobabilidaddebiterrneo(BER:biterrorrate).

Otrosmtricas:probabilidadderecibirunainadecuadaSIRoSNR,MOS.Anivelsistema:Probabilidadesdebloqueo,terminacinforzada,ytransferenciafallida.Retardopromedioenlaentregadepaquetes,nmeropromediodepaquetesrecibidoscorrectamente.

MeanOpinionScore(MOS)

5 - Perfect. Like face-to-face conversation or radio reception. 4 - Fair. Imperfections can be perceived, but sound still clear. This is (supposedly)

the range for cell phones. 3 - Annoying. 2 - Very annoying. Nearly impossible to communicate. 1 - Impossible to communicate

Multitrayectorias

Debidoalasdiferentestrayectoriasporlasquesepropagalaseal.Ejemplodeunescenariodepropagacin.

0 2 4 6 8 10 12 14-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

=0=/5=2/5=3/5=4/5=data7data8data9data10

=2

0 2 4 6 8 10 12 14-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

data1data2data3data4data5data6data7data8data9data10data11

DESVANECIMIENTOS

Losdesvanecimientosprovocanerroresenrfagasloqueincrementalatasadebiterrneo.Cmoselepuedehacerfrenteaesto?Porejemplo:Interleavers

Sealesdigitalestienenmayorinmunidadalruidoquelassealesanalgicas.Lossistemasdigitalessoncapacesderegenerarlasealtransmitidaapartirdelarecibida.

Conceptosdemodulacinymulticanalizacinyaccesomltiple

ModulacinAM

ModulacinFM

Modosdetransmisin

Simplex:Lacomunicacinesenunsentido.

HalfDuplex:Latransmisinserealizaenunsentidoalavez.

FullDuplex:Latransmisinserealizaenambossentidossimultneamente.

FrequencyDivisionDuplexing(FDD)>Celular1GAMPS(AdvancedMobilePhoneSystem)Analgico,GSM2GDigital.

TimeDivisionDuplexing(TDD)

Multicanalizacinyaccesomltiple

Elconceptodeaccesomltipleserefiereacompartirunrecursodecomunicacin.

1.Divisindefrecuencia(FDMA)seasignansubbandasdefrecuenciaacadausuario.

2.Divisindetiempo(TDMA)seasignanranurasdetiempoalosusuarios.

3.Divisindecdigo(CDMA)losusuariosdelrecursodecomunicacinhacenusodeltotaldelanchodebandatodoeltiempo,asignandoacadausuarioalgncdigodeunconjuntodecdigosdedispersinortogonales.

4.Divisindeespacio(SDMA)seempleanantenasqueradienendiferentesreas,estopermiteelreusodelasmismasbandasdefrecuencia.

5.Divisinporpolarizacin(PDMA)seempleanpolarizacionesortogonales(ej.vertical,horizontal)parasepararlasseales,permitiendoelreusodelamismabandadefrecuencias.

FDMA

Sealesortogonalesenfrecuencia.

X f X fK para i

i j df= j

para i j

0

Todos los usuarios transmiten simultneamente, pero usan diferentes bandas defrecuencia.

BandasdeGuardaparareducirlainterferenciaentrecanalesdefrecuenciaadyacente.

Accesomltiplepordivisindefrecuencia(FDMA).

Frecuencia

f5

f4

BandadeFrecuencia3

f3 BandadeGuarda

f2

BandadeFrecuencia2

f1 BandadeGuarda

f0

BandadeFrecuencia1

Tiempo

TDMA

Sealesortogonaleseneltiempo.

x t x tK para i

i j dt= j

para i j

0

Todos los usuarios ocupan elmismo ancho de banda, pero transmitensecuencialmenteeneltiempo.

Ranuradetiempo.

Tiempo de Guarda para permitir un tiempo de incertidumbre entresealesenranurasadyacentes.

Eltiempoessegmentadoenintervalosllamadostramas.

Unatramaessegmentadoenranurasdetiempo.

Frecuencia

Ranurade

tiempo1

Tiempo

de

Guardia

Ranurade

tiempo2

Tiempo

de

Guardia

Ranurade

tiempo3

...

Tiempo

CDMA

Las tcnicasdeaccesomltipledeespectrodispersopermitena variasseales ocupar elmismo ancho de banda de RF para ser transmitidassimultneamentesininterferirse,llamadoCDMA.

SDMA

Loscanalesderadio,detelevisin,telefonacelularsereusanendiferentesreasdecobertura.

PDMA

2. Sistemas lineales invariantes en el tiempo

Los sistemas lineales estn caracterizados por el principio de superposicin. Para estos sistemas la relacin entrada-salida est dada por

( ) ( ) ( )y t g t h t

donde ( )h t es la respuesta al impulso del sistema.

La transformada de Fourier de ( )h t es la funcin de transferencia del sistema.

( ) ( ) ( )Y G H El mdulo o amplitud de ( )Y

( ) ( ) ( )Y G H donde ( )H eslarespuestaenamplitud

La fase de ( )Y

y g h

h(t)H(w)

g(t)G(w)

y(t)=g(t)*h(t)Y(w)=G(w)H(w)

y h es la respuesta en frecuencia del sistema.

3. Distorsin

3.1 Transmisin sin distorsin

La transmisin es sin distorsin si la entrada y la salida tienen forma de onda idnticas con un factor constante.

Una salida retardada tambin es considerada sin distorsin.

( ) ( )y t kg t La transformada de Fourier de ( )y t es:

( ) ( ) jY kG e Como

( ) ( ) ( )Y G H Entonces

( ) jH ke Por la respuesta en amplitud debe ser:

( )H k

Y la respuesta en frecuencia:

h

Esto muestra que para una transmisin sin distorsin, la respuesta en amplitud ( )H debe ser una constante, y la respuesta en fase h debe ser una funcin lineal de .

3.2 Distorsin lineal y no lineal.

Distorsin Lineal

La distorsin de una seal se debe a que las caractersticas del canal no son ideales (la respuesta del canal en amplitud y/o en fase). Incluso si la respuesta del canal es ideal, un canal sin distorsin multiplica (amplifica) cada componente en frecuencia por el mismo factor y retarda cada componente la misma cantidad de tiempo. Si la respuesta en fase del canal no es ideal, entonces ocurre la dispersin de la seal si tanto la respuesta en amplitud como en fase, o ambas, no son ideales.

Este tipo de distorsin es indeseable en un sistema TDM porque la dispersin de la seal causa interferencia con canales adyacentes (crosstalk).

En sistemas FDM este tipo de distorsin ocasiona distorsin en el mismo espectro de la seal pero no en canales vecinos (no ocurre interferencia) porque las bandas de frecuencia no estn traslapan.

*Distorsiones por Multitrayectorias

*Desvanecimientos

Disto

( )y t

Puede

( )y t

Seno

Coseno

orsin no l

f g e expresarse

0 1a a

ineal

e como una s

1 2g t a

serie de pote

22g t a

encias (Serie

33a g t

e de McLaur

... kka g

in)

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