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Comunicaciones Digitales

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Pre Laboratorio1. Estudiar los conceptos generales de muestreo y cuantificacinMuestreo: El muestreo es una de las partes del proceso de digitalizacin de las seales. Consiste en tomar muestras de una seal analgica a una frecuencia o tasa de muestreo constante, para cuantificarlas posteriormente.Cuantificacin: En el proceso de cuantificacin se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras. Consiste en asignar un margen de valor de una seal analizada a un nico nivel de salida. Incluso en su versin ideal, aade como resultado, una seal indeseada a la seal de entrada: el ruido de cuantificacin.2. Cuantificacin LinealEn los cuantificadores uniformes (cuantificacin lineal) la distancia entre los niveles de reconstruccin es siempre la misma. No hacen ninguna suposicin acerca de la naturaleza de la seal a cuantificar, de ah que no proporcionen los mejores resultados. Sin embargo, tienen como ventaja que son los ms fciles y menos costosos de implementar.3. Ruido de CuantificacinSe define como error de cuantificacin o ruido de cuantificacin a la seal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificacin (uno de los procesos que intervienen en la conversin analgica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificacin) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificacin ms prximos. Una vez cuantificadas las muestras podrn ser codificadas ya que siempre se podr establecer una correspondencia biunvoca entre cada nivel de cuantificacin y un nmero entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del nico error que introduce el proceso.4. Codificacin Lineal y diferencialEn teora de la codificacin, un cdigo lineal es un cdigo de correccin de errores para los que cualquier combinacin lineal de palabras de cdigo es tambin una palabra de cdigo. Los cdigos lineales son tradicionalmente divididos en bloques de cdigos y cdigos convolucionales, aunque los cdigos turbos pueden ser vistos como un hbrido de estos dos tipos. Los cdigos lineales permiten la codificacin ms eficiente y algoritmos de decodificacin que otros cdigos.En las comunicaciones digitales, la codificacin diferencial es una tcnica utilizada para proporcionar recepcin de la seal inequvoca cuando se utilizan algunos tipos de modulacin. Consiste en hacer que los datos a transmitir dependan no slo del bit (o smbolo) actual, sino tambin del anterior. Los tipos de modulacin ms comunes que requieren codificacin diferencial incluyen la modulacin por desplazamiento de fase] y la modulacin por desplazamiento de amplitud en cuadratura.5. Sistema PCM con compresin analgicaEn transmisin la seal analgica se comprime antes de alcanzar el codificador PCM propiamente dicho. En la recepcin se expande, en la salida del decodificador PCM, con una ley complementaria a la de compresin.Las leyes de compresin utilizadas en telefona son la ley A, tomando un valor de ley A=87.6 y la ley =255, la primera adoptada como estndar Europeo y la segunda como estndar Americano. 6. CODECCdec es la abreviatura de codificador-decodificador. Describe una especificacin desarrollada en software, hardware o una combinacin de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos (stream) o una seal. Los cdecs pueden codificar el flujo o la seal (a menudo para la transmisin, el almacenaje o el cifrado) y recuperarlo o descifrarlo del mismo modo para la reproduccin o la manipulacin en un formato ms apropiado para estas operaciones. Los cdecs son usados a menudo en videoconferencias y emisiones de medios de comunicacin.La mayor parte de cdecs provoca prdidas de informacin para conseguir un tamao lo ms pequeo posible del archivo destino. Hay tambin cdecs sin prdidas (lossless), pero en la mayor parte de aplicaciones prcticas, para un aumento casi imperceptible de la calidad no merece la pena un aumento considerable del tamao de los datos. La excepcin es si los datos sufrirn otros tratamientos en el futuro. En este caso, una codificacin repetida con prdidas a la larga daara demasiado la calidad.7. Interferencia entre smbolosEn un sistema de transmisin digital, la distorsin de la seal recibida se manifiesta mediante ensanchamientos temporales, y el consecuente solapamiento, de pulsos individuales hasta el punto de que el receptor puede no distinguir correctamente entre cambios de estado, por ejemplo entre elementos individuales de la seal.A partir de un cierto umbral, la ISI puede comprometer la integridad de los datos recibidos.La ISI puede ser medida mediante el diagrama de ojos.8. Diagrama de OjoEl diagrama de ojo o patrn de ojo es un mtodo utilizado para el anlisis del comportamiento de los enlaces de transmisin. Permite analizar las formas de onda de los pulsos que se propagan en un enlace de comunicaciones, para lograr observar sus formas, desfases, niveles de ruido, potencias de las seales, y con ello apreciar la distorsin del canal (ISI), la severidad del ruido o interferencia y los errores de sincronismo en el receptor.

9. Conceptos generales de codificacin, canal de transmisin y decodificacinCodificacin: Se entiende por codificacin en el contexto de la Ingeniera, al proceso de conversin de un sistema de datos de origen a otro sistema de datos de destino. De ello se desprende como corolario que la informacin contenida en esos datos resultantes deber ser equivalente a la informacin de origen.Canal de Transmisin: Un canal de comunicacin es el medio de transmisin por el que viajan las seales portadoras de informacin emisor y receptor. Es frecuente referenciarlo tambin como canal de datos.Los canales pueden ser personales o masivos: los canales personales son aquellos en donde la comunicacin es directa. Voz a voz. Puede darse de uno a uno o de uno a varios. Los canales masivos pueden ser escritos, radiales, televisivos e informticos.Decodificacin: Un decodificador o descodificador es un circuito combinacional, cuya funcin es inversa a la del codificador, esto es, convierte un cdigo binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M lneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N), tales que cada lnea de salida ser activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador.10. Influencia del Canal y del ruidoPara medir la influencia del ruido sobre la seal se utiliza la relacin seal/ruido, que generalmente se maneja en decibelios (dB). Como potencia de la seal 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 l no se emite dicho tono. Cuando se transmiten seales digitales por un canal, el efecto del ruido se pone de manifiesto en el nmero de errores que comete el receptor. Se deduce inmediatamente que dicho nmero es tanto mayor cuanto ms grande sea la probabilidad de error.11. Explicar el funcionamiento de un codificador PCM diferencialEs un codificador de forma de onda que parte de la base de PCM pero aade algunas funcionalidades basadas en la prediccin de las muestras de la seal. Se parte de una seal analgica (continua en el tiempo) la cual se quiere codificar. El primer paso a realizar es el proceso de muestreo (tomar el valor de la seal cada cierto perodo regular de tiempo). Con eso se consigue una seal discreta en el tiempo (compuesta por toda una serie de muestras equiespaciadas). La modulacin Diferencial PCM, elimina la redundancia antes de la codificacin volviendo ms eficiente a la informacin que se obtiene luego de la codificacin; esta modulacin necesita menor nmero de bits, haciendo que la modulacin se vuelva ms eficiente

12. Explicar el funcionamiento de un decodificador PCM diferencialEl decodificador nos ayudara a reconstruir la seal de error cuantizado, en tanto que a partir de la salida del decodificador se empieza a reconstruir la seal cuantizada de la entrada original, usando un filtro de prediccin que ser el mismo que se utiliza en la transmisin.