Este documento resume los conceptos clave del procesamiento de señales, incluyendo las señales analógicas y digitales, las perturbaciones como el ruido y la atenuación, la multiplexión, la propagación de señales, la modulación, la codificación, el cronometraje y la colisión. El procesamiento de señales es fundamental para muchas tecnologías modernas como la telefonía celular y ha evolucionado para mejorar la calidad de vida.

1. UNIVERSIDAD INTERGLOBAL
Roger Emir Orozco Aguayo
Ing. en Tecnologías de la Información
Y las Comunicaciones
7° Cuatrimestre
Procesamientos de señales
Ensayo unidad 1
02 de Octubre 2013

2. Introducción.
El documento que a continuación se presenta contiene los puntos a conocer
sobre el procesamiento de señales y demás temas que son parte de la unidad 1
que se pretende ver hasta el final del primer parcial del 7° Cuatrimestre de la
carrera de Ingeniería en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones en
la Universidad Interglobal Campus Mérida. Es un documento que espero fuera
del agrado de todos y que sea de utilidad para todos los estudiantes de carreras
similares o para el público en general que quiera conocer acerca de este tema
tan interesante y tan útil a la vida cotidiana como es el procesamiento de
señales.
Al terminar de leer este documento se desea que se tenga un conocimiento de
qué es y cómo funciona el procesamiento de señales así como todo lo que
conlleva este procesamiento que es tan necesario en la vida actual y que fue
evolucionando a través del tiempo hasta tener sistemas tan complejos que
existen con la única función de mejorar la calidad de vida del ser humano, pues,
a mi parecer, no existe una cosa que no sea para el bien de una persona o para
una sociedad. Antes de comenzar, quisiera que se tenga antes un pequeño
concepto y algunos puntos que se verán más adelante en este documento. A
continuación se proporciona los puntos a estudiar.
El procesamiento de señales es un concepto que depende del punto de vista en
que se vea, por ejemplo, tenemos una definición que nos dice que el
procesamiento de señales refiere al conjunto de técnicas matemáticas que son
usadas para el análisis de procesos físicos y/o sintéticos que dependen de una o
más variables. Algunos ejemplos típicos del procesamiento de señales son para
el caso de procesamiento de voz, procesamiento de imágenes y procesamiento de
videos.
En este documento, además del procesamiento de señales, también se hablará
acerca de la multiplexión y de la demultiplexión así como su aplicación en la
vida cotidiana. También se explicará los tipos de transmisión que existen en la
actualidad y su uso y características. Se describirá acerca de la propagación de
la señal en la red así como la atenuación de la red y la reflexión de la red.
Como últimos puntos, se describirá el cronometraje, ¿qué es? y ¿cómo
funciona? También se conocerá qué es la colisión y por último se describirá
sobre la codificación de las señales a través de la red.

3. Señal analógica
Antes de empezar a describir a la señal analógica es necesario conocer primero
qué es una señal. Una señal puede ser un signo, un gesto o algún otro tipo de
situación cuyo objetivo es informar o avisar de algo, por ejemplo una señal en la
carretera que nos informa la velocidad máxima a la que debemos de circular o la
distancia por recorrer para llegar a algún lugar.
Ahora, ya con el concepto de señal se puede describir a la señal analógica. Una
señal analógica o también llamada señal continua, es un tipo de señal que es
generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que se puede ser
representada por medio de una función matemática continua. De hecho, en la
naturaleza, el conjunto de señales que percibimos a diario, como la luz del sol,
el sonido, la energía y entre otras, son un tipo de señal analógica.
Las señales analógicas tienen características como son la amplitud de la onda,
que es la altura a la que puede llegar una onda, también consta de una
profundidad de onda que nos dice que tan bajo llega una onda, el periodo que es
el ciclo de vida de una onda, el tiempo que tarda la longitud de onda. La unidad
de medida de una señal analógica es el Hertz (Hz).
Un ejemplo de la aplicación de una señal analógica en un sistema electrónico es
el altavoz, pues este emplea para amplificar el sonido de forma las ondas de
sonido que son analógicas en su origen, son capturadas por un micrófono y
convertidas en una pequeña variación analógica de tensión conocida como señal
de audio.
Señal Digital.
Una señal digital o también conocida como señal discreta, es un tipo de señal
discreta pues a diferencia de la señal analógica, sus ondas no son continuas, es
decir, no son uniformes, pueden tener ondas desiguales a lo largo de la señal.
Las señales digitales tienen la particularidad de tener sólo dos estados y por lo
tanto permiten representar, transmitir o almacenar información binaria. Para
transmitir más información se requiere mayor cantidad de estados, que pueden
lograrse combinando señales en paralelo, cada una de las cuales transmite una
información binaria, se podría hablar de más acerca de la señal digital pero aún
nos faltan temas a presentar. Las señales digitales cuentan con una velocidad
de modulación (Vm), que es el número de pulsos que se repiten por segundo de
la señal (se miden en Baudios). La velocidad de transmisión (Vt) es número de
bits que se envían por una señal por segundo. La velocidad de transferencia de
datos es la velocidad en la que la información es transcurrida (bit/s)

4. Dentro de las señales analógicas y digitales existen 3 tipos de perturbación que
afectan a la señal. Estas son el ruido, la atenuación y el retardo.
El ruido es una interferencia que distorsiona la señal. Existen 5 tipos de ruido,
como es el ruido térmico que es un tipo de interferencia provocada por el
ambiente. El ruido impulsivo es un tipo de interferencia que ocurre de manera
espontánea y que no es posible determinar cada cuando sucederá. El ruido de
diafonía es un ruido o interferencia la cual un canal de comunicación es
afectado por otro canal causando interferencia entre ellos. El ruido de
intermodulación el cual es generado por las sumas y las diferencias creadas por
la ampliación de dos o más frecuencias en un amplificador no lineal. El ruido
eco, es un tipo de interferencia el cual refleja una señal idéntica a la original
pero atenuada y retardada respecto a ella.
La atenuación es un tipo de interferencia el cual se caracteriza por la baja
calidad en la que llega la información mediante una señal. Es decir, la pérdida
de la potencia de la señal que afecta a la información que esta transporta. Por
ejemplo, el cable coaxial no es ideal para transmitir información a largas
distancias pues sufre de atenuación debido al material que está hecho.
El retardo es un tipo de perturbación el cual se caracteriza por el aumento del
tiempo en que tarda una señal a llegar a su destino, es decir, el intervalo de
tiempo que existe en el momento en el que cualquier punto asignado en una
onda atraviesa dos puntos cualesquiera de un circuito de transmisión.
Multiplexión.
La multiplexión es la combinación de dos o más canales de información en un
solo medio de información usando un dispositivo llamado multiplexor. En la
multiplexión existen dos tipos: la multiplexión por división de tiempo y la
multiplexión por división de frecuencia.
La multiplexión por división de tiempo o TDM, es un tipo de multiplexión más
utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisión
digitales. En este tipo de multiplexión, el ancho de banda total del medio de
transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total.
La multiplexión por división de frecuencia, es una técnica de multiplexión que
funciona dividiendo el ancho de banda a cada uno de los canales a utilizar sin
importar si un usuario use el canal o no. Un ejemplo claro del uso de este
sistema es la tecnología GSM.

5. Propagación de la señal.
En la propagación de las señales existen dos formas de transmisión. Los medios
guiados y los medios no guiados. Los medios de transmisión guiados son todos
los medios físicos por los cuales se pueden transportar la información. Dentro
de los medios guiados están el cable coaxial, el cable UTP y la fibra óptica. Los
medios no guiados que pueden ser direccionales como el rayo infrarrojo o
pueden ser omnidireccionales como la señal de telefonía móvil. Dentro de las
señales no guidas se encuentran las microondas, la señal de radio, las
infrarrojas entre otras.
Esquema de modulación.
La modulación en banda base, usa todo el ancho de banda para transmitir un
flujo de bits, y la modulación de la banda ancha permite transmitir varios flujos
de bits sobre un único canal. Las ventajas de la modulación es que es simple y
poco costosa; como inconveniente solo transmite una cadena de bits a la vez, no
es adecuada si el camino transmite a bajas frecuencias.
La codificación.
La codificación de datos digitales con señales digitales funciona de la siguiente
forma: el emisor, la señal digital es codificada en cada bit y se hace la
adaptación en el medio mientras que en el receptor distingue entre diferentes
bits y se realiza la sincronización.
La codificación de los datos digitales en señales analógicas funciona así: la
transmisión que está basada en la conexión de los modem, de allí los datos
digitales pasan por un modem el cual convierte esta señal en analógica, al llegar
al receptor la señal pasa por un modem para luego dar como resultado un dato
digital.
La codificación de datos analógicos con señales digitales consta en la
digitalización de los datos analógicos en el cual pasan las señales analógicas a
señales digitales, para eso los datos analógicos pasan por una digitalización, los
datos analógicos pasan por una transmisión digital y de allí a la decodificación
de los datos analógicos a datos digital.
Cronometraje.
El cronometraje es el simple concepto del tiempo de transmisión de información
y para evitar la colisión de señales.

6. Colisión.
Una colisión, hablando en términos de información, es una situación en el cual
se produce un choque entre información, ya sea entre dos flujos de información
que parten desde un mismo origen o dos flujos de información de chocan uno
saliendo del origen y otro partiendo del destino. Cuando se produce una colisión
de información, el canal en donde se produce la colisión se satura o se cierra
durante un momento para arreglar el problema.
Conclusión.
El procesamiento de las señales es uno de los procedimientos más importantes
que ha hecho el hombre para su bienestar, fue un procedimiento que se dio a
través de los años y que ha ido evolucionando junto con el ser humano.
Actualmente nos encontramos totalmente rodeados por este procedimiento de
señales, por ejemplo en el uso de la telefonía celular es una de las grandes
tecnologías que hace uso de este proceso, al hablar a través del teléfono celular
nuestra voz es una señal analógica el cual al ser captada por el micrófono del
teléfono celular hace la conversión analógica-digital para poder transmitida a
través de la señal GSM y poder llegar a la antena más cercana para luego ser
retransmitida al teléfono celular destino y hacer la conversión digital-analógica
para poder escuchar la voz a través del teléfono celular. Otro ejemplo del
procesamiento de señal es la conversión del audio a través de una bocina o la
conversión de la señal de tv a una señal en video y entre muchas cosas más.
El procesamiento de señales es usado en infinidades de utilidades y la verdad es
muy interesante aprender de estar para poder comprender el cómo funciona el
mundo de las comunicaciones y el mundo de las señales.