comunicaciones digitales

1. PRESENTACIÓN PARA LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILPRESENTACIÓN PARA LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICASFACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING
Profesor: Ing. José Coellar Solórzano
correo electrónico: jose.coellar@gmail.com
Guayaquil, 17 de agosto de 2013
Asignatura:
Comunicaciones Digitales

2.  1.1 Definiciones de Fuentes, sistemas digitales y analógicos
 1.2 Formas de onda determinísticas y aleatorias
 1.3 Diagrama de bloques de un sistema de comunicación
 1.4 Asignación de frecuencias
 1.5 Propagación de ondas electromagnéticas
 1.6 Capacidad de canal y sistema de comunicación ideal
 1.7 Codificación
Unidad 1
IntroducciónaComunicacionesDigitales

3. Unidad 2
2.1 Señales y espectros
2.2 Transformada y espectros de Fourier
2.3 Densidad espectral de potencia y función de
autocorrelación
2.4 Representación de señales y ruido por medio de series
ortogonales
2.5 Series de Fourier
2.6 Señales limitadas por banda y ruido
2.7 Transformada discreta de Fourier
2.8 Ancho de banda señales
Propiedades de señales y ruidp

4. Unidad 3
Pulso de Banda Base y señalización digital
3.1 Modulación de amplitud de pulsos
3.2 Modulación por codificación de pulsos
3.3 Señalización digital
3.4 Codificación y espectros de línea
3.5 Interferencia intersimbólica
3.6 Modulación por codificación de pulsos diferencial
3.7 Modulación delta
3.8 Sistemas de transmisión de paquetes

5. Unidad 4
 Principios y Circuitos de señalización de pasa banda
 4.1 Representación de envolventes complejas de formas de onda
pasabanda
 4.2 Representación de señales moduladas
 4.3 Espectro de señales pasabanda
 4.4 Evaluación de potencia
 4.5 Filtrado pasabanda y distorsión lineal
 4.6 Teorema de muestreo de pasabanda
 4.7 Señal recibida con ruidos añadidos
 4.8 Clasificación de filtros y amplificadores
 4.9 Distorsión no lineal
 4.10 Limitadores, Mezcladores y convertidores elevadores y reductores
 4.11 Multiplicadores de frecuencia, Circuitos detectores
 4.12 Lazos en enganchados por fase y sintetizadores de frecuencias
 4.13 Transmisores y receptores

6. Unidad 5
 Sistemas modulados de AM/FM y digitales
 5.1 Modulación en amplitud
 5.2 Estándares técnicos de difusión por AM y difusión digital por AM
 5.3 Doble banda lateral con portadora suprimida
 5.4 Lazo de costa y lazo cuadrático
 5.5 Señales asimétricas de banda lateral
 5.6 Modulación en fase y modulación en frecuencia
 5.7 Multiplexación por división de frecuencias y FM estéreo
 5.8 Estándares técnicos de difusión por FM y división digital por FM
 5.9 Señalización pasabanda modulada binaria
 5.10 Modulación por corrimiento mínimo (MSK)
 5.11 Multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM)
 5.12 Sistemas de espectro ensanchado

7. Unidad 6
 Procesos Aleatorios y Análisis espectral
 6.1 Algunas definiciones básicas
 6.2 Densidad espectral de potencia
 6.3 Valores de DC y RMS para procesos ergódicos aleatorios
 6.4 Sistemas lineales
 6.5 Medición para el ancho de banda
 6.6 El proceso aleatorio gaussiano
 6.7 Procesos pasabanda
 6.8 Filtros acoplados

8. Bibliografía
 Sistemas de comunicación digitales y
analógicos, Leon W. Couch, 7ma. Edición
 Sistemas Digitales de Información, López
García, José; Gago Mariño, Manuel, 2da.
Edición
 Sistemas de Comunicaciones Electrónicas,
Tomasi, W. Prentice Hall Hispanoamericana
 Introducción a los Sistemas de
Comunicación, Stremler, F.G. Addison-
Wesley Iberoamericana

9. Elementos Básicos de un sistema de
comunicación digital

10. Elementos Básicos de un sistema
de comunicación digital

11. Elementos Básicos de un sistema
de comunicación digital
• Para la representación espectro-temporal de un
sistema de comunicación → Análisis de Fourier
(Series y Transformadas)
• Descripción de señales en el dominio de la
frecuencia requiere de la aplicación de técnicas
matemáticas
• Correspondencia Tiempo ↔ Frecuencia
• Técnicas matemáticas sonmodelos matemáticos ⇒
descripciones idealizadas de señales y sistemas
reales
• Selección del modelo más apropiado depende de:
 conocimiento más o menos completo de los
fenómenos físicos a modelar
 Limitaciones de los modelos

12. Modelos de las Señales
• Señal determinística:
 Se puede representar mediante
expresión matemática explícita en el
tiempo. Ejemplo: una portadora
sinusoidal
 Puede no tener que al describa, pero
está representada mediante gráficos
 Su valor exacto se puede predecir o
calcular por adelantado

13. Modelos de las Señales
• Señal aleatoria:
 Existe un mayor o menor grado de
incertidumbre en relación a un valor
instantáneo futuro
 A pesar de su valor exacto en un
instante de tiempo no se puede calcular,
muchas de las señales aleatorias que se
encuentran en los sistemas de
comunicaciones son de tales
características que pueden ser descritas
en términos estadísticos o probabilísticos
 El ruido en sistemas de comunicaciones
es una señal aleatoria

14. Modelos de las Señales
• Señal periódica: Se repite en forma predecible cada “T”
segundos (T = Periodo de la señal, constante siempre
positiva)
 (1)
• Señal no periódica (aperiódica):
 Es aquella para la cual no existe un T finito que
satisfaga la expresión (1)

15. Clasificación de los Sistemas de
Telecomunicación
 Según el medio físico de transporte de señales, los
sistemas pueden clasificarse principalmente como de
cable, fibra óptica o radioeléctricos.
 Según el tipo de usuarios, en sistemas punto a
punto o punto multipunto. Por ejemplo, la telefonía
y la radiodifusión sonora.
 Según el tipo de comunicación, en unidireccionales o
bidireccionales.
 Según la banda de frecuencia en sistemas de banda
estrecha o banda ancha.

16.  Sistemas de cable o fibra óptica. Utilizan como medio
físico de transporte de las señales algunos de las
siguientes:
 Línea abierta: Formada por uno o más hilos conductores.
Si son dos hilos se designan como línea de pares, si está
formada por cuatro hilos, se conoce como cuadrete. Se
utiliza principalmente en telefonía, telegrafía y transmisión
de datos a baja velocidad.
 Cable telefónico de pares múltiples. Consiste de un cable
protegido contra la intemperie y usualmente apantallado o
blindado eléctricamente, en cuyo interior se confinan
muchos pares de hilos. A diferencia de la línea abierta
puede instalarse en conductos subterráneos y se emplea
fácilmente en telefonía y transmisión de datos a baja
velocidad. Tanto este cable como la línea abierta pueden
considerarse como medios de transporte de banda
estrecha.

17.  Cable coaxial: formado por un conductor rodeado
por una funda metálica y aislado de ella, que actúa
como pantalla electromagnética contra señales
externas. Se utiliza en sistemas de banda ancha,
como telefonía multicanal, televisión y transmisión
de datos a elevada velocidad.
 Fibra óptica: aunque el principio físico de
funcionamiento es completamente diferente al de los
cables anteriores, el tipo de servicio es semejante y
puede considerarse como un medio de transmisión
por cable. Se emplea en sistemas de banda ancha y
sus prestaciones son, en general, muy superiores a
la de los cables metálicos.

18. Sistemas radioeléctricos
 Por radio se entiende la transmisión de señales a través
del espacio, mediante ondas electromagnéticas, sin que
haya conexión física entre transmisor y receptor. El medio
de propagación de las ondas electromagnéticas es, en
este caso, el aire o el vacío. En el trabajo con sistemas
radioeléctricos es frecuente emplear el término
radiofrecuencia (RF), y por tal, se entiende la frecuencia a
la que la radiación de energía electromagnética es útil
para propósitos de comunicación. Así, las radiofrecuencias
abarcan desde unos pocos KHz hasta más de 100 GHz.

19. Espectro Radioeléctrico
 Los sistemas de telecomunicación
utilizan el espectro radioeléctrico,
que comprende las bandas de
frecuencias útiles para los servicios
de radiocomunicación y abarca,
desde frecuencias inferiores a 1 KHz
hasta alrededor de 300 GHz.

20. Espectro Radioeléctrico

21. Tipos de Servicios.
Según la Unión Internacional de Telecomunicaciones, los tipos de
servicios de radiocomunicación que se asignan en las diferentes
bandas se definen como sigue:
Servicios fijos. Son servicios de radiocomunicación entre puntos fijos específicos.
Por ejemplo, circuitos de alta frecuencia punto a punto y radioenlaces de microondas.

Servicios móviles. Servicios de radiocomunicación entre estaciones que pueden utilizarse
cuando están en movimiento, paradas en lugares no especificados, o bien entre estaciones
móviles y estaciones fijas.

Servicio móvil aeronáutico. Servicios de radiocomunicación entre estaciones terrestres y
aeronaves o entre aeronaves.

Servicio móvil marítimo. Servicios de radiocomunicación entre estaciones costeras y
barcos o entre barcos navegando.

Servicio móvil terrestre. Servicios de radiocomunicación entre una estación de base y
una estación terrestre móvil, o entre estaciones móviles terrestres.

22. Tipos de servicios
 Radionavegación. Servicios para determinar la posición de
naves mediante las propiedades de propagación de las ondas
radioeléctricas.
 Radionavegación aérea. Servicios de radionavegación para la
navegación aérea, por ejemplo: VOR, Tacan, radiofaros, sistemas
de aterrizaje por instrumentos, radio-altímetros, radares de
indicación de obstrucciones, etc.
 Radionavegación marítima. Servicios de radionavegación para
la navegación marítima, por ejemplo: radiofaros costeros,
estaciones de radiolocalización, radares a bordo, etc.
 Radiolocalización. Servicios para determinación de la posición
de naves con propósitos diferentes a los de navegación, por
ejemplo: radares terrestres, radares costeros, sistemas de
seguimiento, etc.


23. Tipos de servicios
 Radiodifusión. Servicios de radiocomunicación cuyo
propósito es la recepción directa por el público en
general. Como ejemplos pueden citarse la radiodifusión en
ondas medias (AM), frecuencia modulada (FM) y
Televisión.

 Radioficionados. Servicios de radiocomunicación
llevados a cabo por personas interesadas en las técnicas
radioeléctricas, únicamente por interés personal y sin
interés comercial alguno.

 Espaciales. Servicios de radiocomunicación entre
estaciones o vehículos espaciales.

24. Tipos de servicios
 Tierra-espacio. Servicios de radiocomunicación entre
estaciones terrestres y estaciones o vehículos espaciales,
por ejemplo, la comunicación entre una estación terrestre
y un satélite.

 Radioastronomía. Astronomía basada en la recepción de
ondas radioeléctricas de origen cósmico.

 Estándares de frecuencia. Transmisiones de radio de
frecuencias específicas y alta precisión, cuyo propósito es
la recepción con fines científicos, técnicos o de otra índole.


25.  Conceptos básicos de antenas y
propagación

27.  Una antena es un sistema conductor
metálico capaz de radiar y capturar ondas
electromagnéticas. Las antenas son para
conectar las líneas de transmisión con el
espacio libre. Una línea de transmisión
acopla la energía de un transmisor o
receptor con una antena, que a su vez
acopla la energía con la atmósfera
terrestre. En el extremo receptor, una
antena convierte las ondas
electromagnéticas en el espacio en energía
eléctrica en una línea de transmisión.

30. Coordenadas esféricas
 Las características direccionales de una onda electromagnética, irradiada
o recibida por una antena se describen en general en términos de
coordenadas esféricas. Interprétese esto como la antena colocada en el
centro de la esfera, y la distancia a cualquier punto en la superficie de la
esfera se puede definir con respecto a la antena, mediante el radio de la
esfera d y los ángulos y . El plano xy de la figura se llama planoɵ ɸ
ecuatorial, y cualquier plano que forma ángulo recto con él se llama plano
meridiano.

55. Parámetros de antenas
Diagrama de radiación
omnidireccional

56. Parámetros de antenas
Diagrama de radiación
bidireccional

57. Parámetros de antenas
Diagrama de radiación
cardioide