Clase 1 - Introduccion a las Señales y Sistemas de Comunicaciones PDF

ANÁLISIS DE SEÑALES Y SISTEMAS ITEZ-2215 INTRODUCCIÓN A LAS SEÑALES Y SISTEMAS DE COMUNICACIÓN Objetivo Aprender qué son las señales y sistemas y cómo surgen en los sistemas de comunicación. Entender que es la comunicación, sus elementos y el modelo de un sistema de comunicaciones. Conocer los r...

ANÁLISIS DE SEÑALES Y SISTEMAS ITEZ-2215 INTRODUCCIÓN A LAS SEÑALES Y SISTEMAS DE COMUNICACIÓN Objetivo Aprender qué son las señales y sistemas y cómo surgen en los sistemas de comunicación. Entender que es la comunicación, sus elementos y el modelo de un sistema de comunicaciones. Conocer los recursos fundamentales en comunicaciones y la clasificación de los canales de comunicación.  Sistemas de Comunicación Señales Sistemas Características Clasificación Operaciones Comunicación Elementos de la Propiedades básicas de los Comunicación sistemas Analógica Digital ▪ Estabilidad ▪ Memoria ▪ Causalidad ▪ Invertibilidad ▪ Invariancia con el tiempo ▪ Linealidad ¿Qué es una señal? Es la función de una o más variables, que transportan información acerca de la naturaleza de un fenómeno físico. una variable la señal es unidimensional. Ejemplo.- Una señal de voz cuya amplitud varía dos o más variables la señal es multidimensional. con el tiempo, dependiendo de la palabra hablada y de quién la pronunció. Ejemplo.- Una imagen es un ejemplo de una señal bidimensional, representando con las coordenadas horizontal y vertical de la imagen las dos dimensiones.  Ejemplos de una señal Al escuchar los latidos del corazón Las fluctuaciones diarias en los Señal de radiofrecuencia (RF), usada en de un paciente y el monitoreo de su precios de las acciones en los comunicaciones inalámbricas. Esta presión sanguínea, un doctor es mercados mundiales, por sí señal transmite información mediante capaz de diagnosticar la presencia o mismas, representan señales que ondas electromagnéticas, variando su ausencia de una enfermedad. Estos llevan información sobre cómo se amplitud, frecuencia o fase para codificar datos. criterios representan las señales que desempeñan las acciones de una transmiten información al doctor compañía o corporación particular. acerca del estado de salud del paciente. ¿Qué es un sistema? Un sistema se define como una entidad que manipula una o más señales para llevar a cabo una función, produciendo de ese modo nuevas señales. La interacción entre un sistema y sus señales asociadas se ilustra esquemáticamente de la siguiente forma: Sistema Las descripciones de las señales de entrada y salida dependen naturalmente de la aplicación propuesta del sistema. No hay un propósito único para un sistema. Más bien el propósito depende de la aplicación de interés. ¿Qué es un Sistema de Comunicación? ¿Qué es la Comunicación? https://www.youtube.com/watch?v=qMgZ1N4wS6o&t=1s ¿Qué es la Comunicación? ¿Qué es la Comunicación? Comunicar es esencialmente transmitir una información o mensaje desde un punto (emisor) a otro (receptor) a través de un canal (ruído). Sistema de Comunicación Señal Señal Estimación de la Señal del mensaje transmitida recibida Señal del mensaje Transmisor Canal Receptor Adecúa el mensaje Es el medio de transmisión, Opera sobre la señal de la fuente al medio en general no perfecto. recibida para reconstruir el de transmisión Introduce degradación. mensaje y entregarlo al usuario de destino. Los detalles de las operaciones efectuadas en el transmisor y el receptor dependen del tipo de sistema de comunicación que se está considerando. Este puede ser de tipo analógico o digital. Modelo de una Sistema de Comunicaciones Generación de Elimina la Adiciona la Adaptación señal - mensaje información información al canal de en la Fuente de Información redundante adecuada transmisión Reduce la BER o los requisitos de SNR Entrega de la Añade información Elimina Recuperación de señal mensaje redundante necesaria perturbaciones y versión ruidosa de estimada al para su reinterpretación estima (recupera) Usuario Destino la señal original la señal original Procesamiento de la señal en un sistema de comunicaciones digitales Espectro ensanchado: es una técnica de modulación empleada en telecomunicaciones para la transmisión de datos digitales y por radiofrecuencia, puede producir una señal menos vulnerable a la interferencia, y que puede utilizarse para ampliar la privacidad de las comunicaciones. Heidy Lamar Procesamiento de la señal en un sistema de comunicaciones digitales Procedimientos de Multiplexación y Acceso Múltiple: combinan señales que pueden tener diferentes características o proceder de distintas fuentes de forma que puedan compartir una porción de los recursos de comunicación.  MULTIPLEXACIÓN DE CANALES EN REDES ÓPTICAS TDM (Multiplexación por división de tiempo) WDM (Multiplexación por división de longitud de onda) Categorías CWDM (Multiplexación por división DWDM (Multiplexación Densa por aproximada de longitud de onda) división de longitud de onda) Procedimientos de Multiplexación https://www.youtube.com/watch?v=DnnQGju1_Gc Fuentes de Información Se denominan fuentes de información, en teoría de la información y telecomunicación, a cualquier origen de información susceptible de ser representado mediante una señal analógica y/o digital. Fuentes principales: Voz, Televisión, Computadores, celulares, etc. Clasificación de los canales de comunicación ▪ Lineales (guiados): telefónico fijo. ▪ No Lineales (no guiados): canal satelital. ▪ Variante en el Tiempo: canal de radio móvil. ▪ Invariante en el Tiempo: fibra óptica. ▪ Limitado en Banda: canal telefónico celular. ▪ Limitado en Potencia: fibra óptica. Señales en Banda Base y Banda Pasante Señales en Banda Base Hace alusión a la banda de frecuencia de la señal mensaje entregada por la fuente de información. Es decir, transmite la información a la frecuencia original en la que se generan los datos, lo que permite filtrar interferencias. Señales en Pasa Banda Hace referencia a la señal transmitida (modulada con una portadora que tiene una frecuencia mayor que la señal original). En este caso la banda de frecuencias de la señal mensaje se centra alrededor de una frecuencia mayor que la frecuencia componente en la señal mensaje (frecuencia depende del canal). ¿Cuál es la utilidad de las señales en banda base y en pasa banda?  Representación de señales y sistemas Son los fundamentos matemáticos que nos permiten estudiar la operación de los sistemas de comunicación. Señales Periódicas: Se dice que g(t) es periódica si cumple que g(t)=g(t+T) donde t es el tiempo y T es una constante que se denomina período de la función. Señales Deterministas: No existe incertidumbre con respecto a su valor presente, pasado o futuro. Pueden modelarse y especificarse completamente como funciones del tiempo. Señales Aleatorias: Son aquellas sobre las cuales existe cierto grado de incertidumbre antes de su ocurrencia. Consideraciones Probabilísticas ▪ El proceso de las comunicaciones tiene naturaleza probabilística. ▪ Una de las fuentes de incertidumbre más importantes en la operación de sistemas de comunicación es el ruido (térmico, impulsivo e interferencias). Sin embargo, la señal puede describirse en términos estadísticos a partir por ejemplo de su potencia media y de la distribución espectral de potencia. ▪ Otro factor de incertidumbre se encuentra en la fuente de información. ▪ Una señal aleatoria, independientemente de su origen puede verse como una realización de un conjunto de posibilidades colectivamente llamada proceso aleatorio o estocástico. Recursos Fundamentales en un Sistema de Comunicaciones Potencia Transmitida Canales limitados en potencia (canal satelital, fibra óptica) Ancho de Banda del canal Canales limitados en banda (canal telefónico celular) https://www.youtube.com/watch?v=uZp3kyAIaJI