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Curso 0 del Máster COMPAD Curso 2010/2011 Ficha: Sistemas de Telecomunicación  1/15 Ficha III Sistemas de telecomunicación I.1. Concepto El conjunto de elementos que intervienen en el proceso de intercambio de información forma un sistema de comunicación. Los componentes de un sistema de comunicación son muy diversos, pero en general, se pueden agrupar en tres grandes bloques, que son los siguientes  Emisor: es el elemento que transmite la información.  Receptor: es el elemento que recibe la información.  Medio de transmisión o Canal:  es el medio a tr avés del cual tiene lugar el trasvase de información entre el emisor y el receptor. El emisor y el receptor pueden encontrarse a unos pocos metros de distancia o bien estar alejados cientos e incluso miles de kilómetros, como ocurre en los sistemas de telecomunicaciones vía satélite o en los vuelos espaciales. El medio de transmisión, por su naturaleza física, es posible que modifique o degrade la señal en su trayecto desde el transmisor al receptor debido a ruido, interferencias o la propia distorsión del canal. Por ello el receptor ha de tener un mecanismo de decodificación capaz de recuperar el mensaje dentro de ciertos límites de degradación de la señal. En algunos casos, el receptor final es el oído o el ojo humano (o en algún caso extremo otros órganos sensoriales) y la r ecuperación del mensaje se hace por la mente. El medio de transporte puede ser el vacío, el aire, un cable, el agua u otro medio material. La mayoría de las comunicaciones eléctricas emplean como medio de transporte el aire, cables metálicos o fibras ópticas. La definición anterior del canal de comunicaciones es muy amplia y en la práctica, con frecuencia se habla de “canal” para hacer referencia sólo a una parte de la totalidad del sistema, a menudo, al medio de transporte. En los sistemas inalámbricos este medio de transporte es el Canal de Radio. En el canal de radio, la energía electromagnética generada en el transmisor es radiada al

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    Ficha: Sistemas de Telecomunicacin

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    Ficha III

    Sistemas de telecomunicacin

    I.1. Concepto

    El conjunto de elementos que intervienen en el proceso de intercambio de informacin forma un sistema de comunicacin. Los componentes de un sistema de comunicacin son muy diversos, pero en general, se pueden agrupar en tres grandes bloques, que son los siguientes

    Emisor: es el elemento que transmite la informacin.

    Receptor: es el elemento que recibe la informacin.

    Medio de transmisin o Canal: es el medio a travs del cual tiene lugar el trasvase de informacin entre el emisor y el receptor.

    El emisor y el receptor pueden encontrarse a unos pocos metros de distancia o bien estar alejados cientos e incluso miles de kilmetros, como ocurre en los sistemas de telecomunicaciones va satlite o en los vuelos espaciales.

    El medio de transmisin, por su naturaleza fsica, es posible que modifique o degrade la seal en su trayecto desde el transmisor al receptor debido a ruido, interferencias o la propia distorsin del canal. Por ello el receptor ha de tener un mecanismo de decodificacin capaz de recuperar el mensaje dentro de ciertos lmites de degradacin de la seal. En algunos casos, el receptor final es el odo o el ojo humano (o en algn caso extremo otros rganos sensoriales) y la recuperacin del mensaje se hace por la mente.

    El medio de transporte puede ser el vaco, el aire, un cable, el agua u otro medio material. La mayora de las comunicaciones elctricas emplean como medio de transporte el aire, cables metlicos o fibras pticas. La definicin anterior del canal de comunicaciones es muy amplia y en la prctica, con frecuencia se habla de canal para hacer referencia slo a una parte de la totalidad del sistema, a menudo, al medio de transporte. En los sistemas inalmbricos este medio de transporte es el Canal de Radio. En el canal de radio, la energa electromagntica generada en el transmisor es radiada al

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    medio de transmisin y transportada hasta el receptor, sin conexin fsica entre ste y el transmisor. La radiodifusin sonora, la televisin y la telefona mvil son los ejemplos ms comunes de canales de radio. La estructura general del canal de radio comprende desde la salida del transmisor a la entrada del receptor, incluyendo las respectivas lneas de transmisin y antenas. La porcin del canal de radio que comprende slo el medio de transporte, es decir, el vaco, el aire u otro medio material en el que se propaga la energa electromagntica, suele designarse como canal de propagacin en cuyo caso no se incluyen ni las antenas ni las lneas de transmisin.

    I.2. Tipos de sistema de comunicacin

    Los sistemas de telecomunicacin pueden clasificarse segn criterios diversos, dependiendo de caractersticas o aplicaciones especficas. Sera muy difcil intentar una clasificacin exhaustiva, por lo que utilizaremos slo algunos de los criterios ms usuales con base en lo tratado en las secciones anteriores.

    Desde el punto de vista del tipo de seales que manejan, pueden clasificarse en analgicos y digitales. En el primer caso la fuente entrega una seal analgica, que puede caracterizarse mediante una funcin continua variable en el tiempo. El codificador, en este caso, puede considerarse como el modulador del transmisor, o algn otro dispositivo que procese la seal en el dominio analgico.

    En el extremo receptor, el demodulador realiza la funcin inversa, en este caso, la demodulacin. En los sistemas digitales la fuente entrega por lo general una seal digital, an cuando la entrada al sistema sea analgica. El codificador, en este caso puede realizar una variedad de funciones entre las que se incluyen la codificacin de fuente, la codificacin de canal y la modulacin. El decodificador en el extremo receptor realiza la funcin inversa para recuperar la seal original.

    Segn el medio fsico de transporte de seales, los sistemas pueden clasificarse principalmente como de cable, fibra ptica o radioelctricos.

    Segn el tipo de usuarios, en sistemas punto a punto o punto a multipunto. Entre los primeros se cuentan, por ejemplo, la telefona y entre los segundos, los de radiodifusin sonora.

    Segn el tipo de comunicacin, en unidireccionales o bidireccionales.

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    Segn la banda de frecuencias, en sistemas de banda estrecha o banda ancha.

    Es evidente que se pueden establecer muchas otras definiciones igualmente vlidas; sin embargo, las anteriores resumen las principales caractersticas de inters para este curso.

    Sistemas analgicos y digitales. En los sistemas analgicos, las seales transportadas son continuamente variables en el tiempo y constituyen una representacin elctrica de las magnitudes fsicas originales, tales como voz, imagen, presin, temperatura, etc. En los sistemas digitales las seales transportadas son discretas y su forma elctrica no guarda relacin con la magnitud fsica original ms que a travs de una codificacin matemtica de dichas seales discretas. Si bien hay numerosos aspectos comunes en el tratamiento de ambos tipos de sistemas, las diferencias son de importancia y su estudio requiere atencin separada.

    I.3. Esquema de un sistema de comunicaciones analgico

    En un sistema analgico la seal transmitida representa directamente la informacin. Por ejemplo, si lo que transmitimos es una seal de voz, y utilizamos una modulacin en amplitud, observaremos que la amplitud de la onda electromagntica que viaja por el aire es proporcional al volumen de la voz en un momento dado. Los sistemas analgicos fueron los primeros en aparecer, y hoy en da todava estn presentes en multitud de aplicaciones, como la radiodifusin.

    La Figura 1 observamos un esquema simplificado de un sistema de radiocomunicaciones analgico. En primer lugar, necesitamos una fuente de informacin. Esta puede ser por ejemplo, la voz de una persona. Los sistemas de comunicaciones utilizan seales elctricas, luego es necesario transformar la seal original (en este caso la voz, como cualquier seal acstica, es una seal de presin) en una seal elctrica. Para eso se utiliza un transductor. Dos ejemplos conocidos de transductor son un micrfono (transforma la voz en una seal elctrica) y una cmara de vdeo (transforma la imagen en una seal elctrica). Esta seal generada es, en general, paso bajo.

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    Para poder transmitirla por el aire es necesario modular la seal de forma que la traslademos a una frecuencia de las utilizadas en radiocomunicaciones. Esta funcin la realiza el modulador. Ahora la seal estar alrededor de una frecuencia determinada, llamada frecuencia portadora.

    Una vez modulada, es necesario amplificar la seal de forma que salga por la antena con potencia suficiente, para lo cual se utiliza un amplificador de radiofrecuencia. Por ltimo, radiaremos la seal por el aire utilizando una antena.

    La seal transmitida atravesar un canal de comunicaciones inalmbrico (el aire) antes de llegar a la antena receptora. Durante el trayecto, la seal se retarda, se atena y se distorsiona. Adems, a esta seal se le sumar ruido elctrico presente en el ambiente y en el receptor, y es posible que sufra de alguna interferencia producida por otros sistemas que se encuentren en la misma zona.

    Figura 1. Diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones analgico

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    Esta seal llega as a la antena receptora, que la capta y la introduce en el demodulador. El demodulador vuelve a extraer la seal paso bajo a partir de la seal de radiofrecuencia que le llega. Finalmente, otro transductor convierte la seal elctrica en su naturaleza original. Por ejemplo, un altavoz traduce la seal elctrica en sonido, de forma que dicha seal llega a su destino, que este caso ser el odo de la persona que escucha la radio.

    A modo de ejemplo, la Figura 2 representa los elementos fsicos que conforman una estacin de comunicaciones de voz tpica. Observamos el micrfono de la radio VHF, que es el transductor. El modulador, el demodulador, el amplificador, y el altavoz, estaran en la radio en s, denominada en la figura transceptor. Entre ste y la antena lo habitual es que exista un cable que transporte la seal para ser radiada, con sus respectivos conectores. Finalmente, la antena suele estar situada en un lugar alto, para aumentar el alcance de la estacin, por lo que en ocasiones es necesario el uso de torres. El papel de la antena es clave en las comunicaciones

    Figura 2. Ejemplo de sistema analgico

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    radioelctricas. Una antena es un dispositivo diseado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnticas hacia o desde el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnticas, y una receptora realiza la funcin inversa.

    Existe una gran diversidad de tipos de antenas, dependiendo del uso a que van a ser destinadas. En unos casos deben expandir en lo posible la potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio comercial o una estacin base de telfonos mviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia en una direccin y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces). Tambin es una antena la que est integrada en la computadora porttil para conectarse a las redes Wi-Fi.

    Las caractersticas de las antenas dependen de la relacin entre sus dimensiones y la longitud de onda de la seal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Si las dimensiones de la antena son mucho ms pequeas que la longitud de onda las antenas se denominan elementales, si tienen dimensiones del orden de media longitud de onda se llaman resonantes, y si su tamao es mucho mayor que la longitud de onda son directivas. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia. Por tanto, en general, para frecuencias ms bajas (por ejemplo, HF, que van desde 3 a 30 MHz) se necesitarn antenas de gran tamao. Para frecuencias ms altas (por ejemplo, una de las frecuencia de lo mviles GSM es 900 MHz) se necesitarn antenas ms pequeas (en el caso de los mviles, caben en el dispositivo).

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    I.4. Esquema de un sistema de comunicaciones digital

    Un sistema de comunicaciones digitales transmite informacin utilizando un conjunto finito de seales que represetan bits o grupos de bits. Supongamos que estamos hablando de un sistema sencillo de telefona digital. La voz de la persona que habla es captada por un micrfono, igual que en el caso analgico. Esta voz entonces debe ser convertida a ceros y unos, es decir, a bits. Posteriormente, el sistema asignar a cada bit (o a cada conjunto de unos pocos bits) una forma de onda que ser la que transmita el sistema de radiofrecuencia.

    En la Figura 3 se observa el esquema general de un sistema digital. La lnea superior representa el transmisor. Vemos que comienza con un bloque denominado A/D, que es un conversor analgico a digital. Este bloque convierte la seal de la fuente (la voz de la persona que habla en nuestro ejemplo) en un conjunto de ceros y unos, como si la furamos a almacenar en una computadora. En ocasiones, la cantidad de bits as generados es demasiado grande, y es posible codificar la informacin de tal forma que ese nmero de bits queden reducidos. Esto es positivo ya que requeriremos menos

    Figura 3. Diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones digital

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    ancho de banda para transmitir la informacin. Dicha compresin es la funcin del codificador de fuente.

    Cuando transmitimos una seal cualquiera por medio de un sistema de radiofrecuencia, la seal sufre de distorsiones, desvanecimientos, atenuaciones, ruido, interferencias, etc. Todos estos factores pueden hacer que alguno de los bits transmitidos por el sistema digital llegen en tal mal estado al receptor, que ste se equivoque y confunda algn uno con un cero o al revs. Para evitar en parte este problema, es posible utilizar un nuevo codificador, denomidado codificador de canal, cuya funcin es hacer ms robusta la ristra de bits que queremos transmitir. Para entender lo que hace un codificador de canal, supongamos que cada vez que queremos transmitir un bit lo hacemos tres veces seguidas. Por ejemplo, , transmitimos tres unos: 1 1 1. El receptor, esperara a que le llegaran las tres repeticiones. Si uno de los bits lleg mal pero los otros dos llegaron bien, el vector recibido sera 1 0 1. El receptor se dara cuenta del problema y elegira como bit recibido el 1, ya que es mayora. De esta forma, a costa de aumentar la cantidad de bits a transmitir, somos capaces de detectar y corregir errores.

    Obviamente los codificadores de canal son mucho ms sofisticados que el que acabamos de poner como ejemplo, y no triplican el ancho de banda requerido para la transmisin, pero en general s es cierto que se basan en introducir redundancia a la seal a transmitir. De hecho, se suele hablar de codificadores (n,k), que son aquellos codificadores que de cada n bits que transmiten, k son de informacin y n k de redundancia.

    Figura 4. Pulsos de tensin de 1 V y -1 V utilizados para transmitir un 0 y 1, respectivamente, por un cable (transmisin en banda base).

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    Los dos siguientes bloques de la cadena de transmisin son el modulador en banda base y el conformador de pulso. Estos bloques asignan a cada bit una seal elctrica (pulso) de duracin T, siendo T el periodo de bit (tiempo que pasa entre que llega un bit y el siguiente). En la Figura 4 se observa un ejemplo en el que se asigna un pulso al bit 1 y el opuesto de ese pulso al bit 0. Si la transmisin fuera por cable, estos pulsos elctricos podran transmitirse uno detrs de otro por dicho cable. El receptor, en funcin del nivel de tensin medido, podra decidir si la seal recibida se corresponde a un 0 o a un 1.

    Sin embargo, igual que ocurra en los sistemas analgicos, si lo que pretendemos es transmitir la seal via radio, es necesario trasladarla (modularla) a una frecuencia de radio. Este es el papel del siguiente bloque. Las modulaciones digitales sern explicadas con mayor detalle ms adelante.

    Una vez atravesado el canal, la seal transmitida por la antena transmisora llega a la antena receptora, que la entrega a los bloques de la cadena inferior de la Figura 3. Los bloques del receptor son simplemente los opuestos de los bloques del transmisor. En primer lugar, se deshace la modulacin en frecuencia, para tener la seal en frecuencias bajas (banda base) de nuevo. Posteriormente, se demodula la seal, es decir, se decide, en funcin de la seal elctrica recibida, si se transmiti un 1 o un 0. Esta decisin es muy importante, y es en parte el bloque clave de los sistemas digitales, ya que es necesario tratar de minimizar las ocasiones en las que el sistema se equivoca al tomar dicha decisin. Posteriormente, la redundancia aadida por el codificador de canal se elimina en el decodificador de canal, que adems permite detectar errores de transmisin y a veces corregirlos.

    Finalmente, la compresin de la informacin realizada en el codificador de fuente se deshace en el decodificador de fuente, volviendo a los bits originales que entreg el conversor analgico digital. Si lo que pretendemos ahora es restaurar la seal analgica original, el ltimo bloque sera un conversor digital analgico, que, en nuestro ejemplo anterior, ya se podra conectar al auricular del telfono de la persona que escucha.

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    Vamos a ilustrar las ventajas de utilizar un sistema digital con un sencillo ejemplo. Supongamos que transmitimos una seal de voz desde un transmisor analgico. Esta seal llega a un repetidor, tambin analgico, que la amplifica y la vuelve a transmitir. La seal, tras la repeticin, llega a un receptor, donde est el usuario que escucha. En la Figura 5 se pueden observar las seales transmitida, recibida por el repetidor, retransmitida por el repetidor, y recibida por el receptor. Por supuesto, en cada salto la seal se atena en su viaje por el aire, y llega con mucha menos potencia de la que se envi. Vemos cmo el ruido presente en el sistema se va propagando y la seal cada vez est ms distorsionada. Supongamos que ahora el sistema es digitial, y que en un instante dado se transmite un bit con la forma de onda que se observa en la Figura 4. Esta seal, llega al repetidor, que supongamos que ahora es digital. Si la seal llega con suficiente potencia, el repetidor es capaz de regenerar el

    Figura 5. Seal analgica transmitida, recibida en un repetidor, repetida, y recibida en el receptor final.

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    bit transmitido, y volverlo a transmitir perfectamente, sin ningn tipo de ruido. As, el receptor final recibe una seal mejor que la que recibi en el caso analgico. Adems, como el receptor tambin es digital, es capaz de regerar la seal digital (ya que solamente puede tomar un valor de cero o uno) y de esta forma la voz se regenerara con mucha mejor calidad. Sirva tambin como ejemplo el caso de los antiguos sistemas de telefona, que en el caso de conversaciones de largas distancias proporcionaban una calidad en la conversacin muy baja. En los sistemas actuales, que son digitales, las seales no se degradan con la distancia y la calidad es mucho ms alta.

    I.5. Ruido e interferencia

    La seal transmitida por el canal inalmbrico sufre distorsiones de diferente tipo. Aqu nos centraremos nicamente en dos, el ruido y la interferencia.

    I.5.1 Ruido.

    En cualquier sistema de comunicaciones, se producen fluctuaciones de corriente ajenas a las seales que maneja el sistema. Estas fluctuaciones son de tipo aleatorio y pueden tener diversos orgenes; al agregarse a la seal, deterioran la calidad de la comunicacin. Esta situacin algunas veces puede evitarse o reducirse y en otras es inevitable, de modo que al disear un sistema de comunicaciones es imprescindible tener en cuenta los efectos del ruido de modo que resulten mnimos.

    Un tipo de ruido que est presente siempre en todos los circuitos elctricos es el ruido trmico, debido a la agitacin electrnica en los conductores y semiconductores como consecuencia de la temperatura; se trata, por tanto de un ruido de origen natural. Otras fuentes naturales de ruido son, por ejemplo, el propio universo que nos rodea, el sol, algunas estrellas, etc. Este ruido se designa como ruido csmico y es importante en los sistemas radioelctricos de comunicaciones, ya que es captado por las antenas receptoras juntamente con la seal. La atmsfera tambin es fuente de ruido elctrico, que se denomina ruido atmosfrico.

    Otras fuentes de ruido son de origen humano. Entre ellas se encuentran los motores elctricos en que se producen pequeas chispas que actan como pequeas antenas transmisoras y la energa emitida es captada tambin por las antenas de los receptores. Lo mismo ocurre con los motores de combustin interna a gasolina, en que las bujas tambin producen chispas. En zonas

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    industriales y urbanas los niveles de ruido de origen humano pueden ser muy elevados.

    En general, no es posible eliminar el ruido trmico, si bien algunas tcnicas de procesado digital de seales permite, en algunos casos, reducirlo considerablemente. El ruido trmico tiene la particularidad de ser un ruido blanco. Esto quiere decir que observemos la frecuencia que observemos, siempre est presente. Si transmitimos a 10 KHz o transmitimos a 10 GHz, el ruido trmico siempre est presente y, en general, consideraremos que tiene la misma potencia a todas las frecuencias. Para caracterizarlo utilizaremos la potencia de ruido (n) y la densidad de potencia de ruido n0. La densidad de potencia de ruido es la cantidad de ruido que podemos encontrar en 1 Hz. Se mide, por tanto, en W/Hz. La potencia de ruido es la cantidad total de potencia que observaremos en las frecuencias que nos interesan, y se calcula como

    n (W) = n0 (W/Hz) BW (Hz)

    donde BW es el ancho de banda utilizado por nuestro sistema. Por ejemplo, supongamos que estamos transmitiendo una seal de una emisora de FM, centrada en los 89.0 MHz. La seal, centrada en esta frecuencia, tiene un ancho de banda de 200 KHz (desde los 88,900 MHz hasta los 89,100 MHz veremos que hay potencia de seal). Si medimos una densidad espectral de potencia de ruido de n0 = 10-10 W/Hz, entonces la potencia de ruido total ser:

    n (W) = 10-10 200000 Hz = 2 10 -5 W

    Como se observa en el ejemplo, la potencia de ruido suele ser un nmero pequeo, y habitualmente se maneja en unidades logartmicas. Por ejemplo, la potencia de ruido del ejemplo en dBW ser:

    N (dBW) = 10 log(n(W)) = -50 dBW

    Pero la pregunta ahora es: cunto afecta el ruido a la seal que llega a un receptor? Obviamente, si la seal es muy potente, ser necesario mucho ruido para que aquella se vea degradada de forma sustancial. Si la seal que llega al receptor es muy pequea, una pequea cantidad de ruido la distorsionara mucho. Por tanto, para medir el impacto del ruido en nuestro sistema, se utiliza la magnitud denominada relacin seal a ruido (SNR, del ingls Signal to Noise Ratio). La SNR es el cociente entra la potencia de seal recibida y la potencia de ruido, es decir:

    snr = precibida (W) / n (W)

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    Tambin es habitual trabajar en este caso en unidades logartmicas, obtenindose:

    SNR (dB) = Precibida (dBW) N (dBW)

    En un sistema de comunicaciones cualquiera, a mayor SNR, mejor ser la calidad del servicio ofrecido, tanto en sistemas analgicos como digitales.

    I.5.2 Interferencias

    Por interferencia se entiende la presencia de seales indeseables en un sistema de comunicaciones determinado, originadas por otros sistemas de comunicaciones. En sistemas radioelctricos, esto ocurre cuando en una misma zona se reciben simultneamente seales de dos o ms sistemas que funcionan en la misma banda de frecuencia, o cuando uno de los sistemas produce seales indeseadas fuera de su banda de trabajo y cuyas frecuencias caen dentro de la banda de otro sistema. En los sistemas de cable las interferencias son causadas por la induccin del campo electromagntico producido por la seal en un cable y que abarcan el espacio ocupado por otro cable. En telefona ocurren formas de interferencia de este tipo que reciben el nombre de diafona o de modulacin cruzada.

    I.6. Calidad en los sistemas de telecomunicacin

    I.6.1 Sistemas analgicos

    Existen muchas formas de medir la calidad de un sistema de comunicacin analgico. Sin embargo, nosotros nicamente nos centraremos en la SNR, ya definida. Cada servicio ofrecido por el sistema de comunicaciones requerir de una SNR mnima. Por ejemplo, para que un servicio de telefona sea til, se requiere inteligibilidad, es decir, ser capaz de entender lo que dice el usuario que habla. Para asegurar dicha inteligibilidad, uno de los requisitos es que la seal sea lo suficientemente potente para que sta se diferencie claramente del ruido presente en la conversacin. Por tanto, tendremos una SNR mnima necesaria para poder ofrecer este servicio. Otro parmetro relacionado con la SNR es la sensibilidad de un receptor. Dada una cantidad de ruido determinada, el receptor necesitar de una potencia de seal mnima para funcionar correctamente, es decir para funcionar con una calidad suficiente para el servicio que se ofrece. Esta potencia mnima se denomina sensibilidad, y suele ser un parmetro especificado por los fabricantes en la ficha tcnica de los receptores.

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    I.6.2 Sistemas digitales

    El ruido en los sistemas digitales afecta de forma diferente a los sistemas analgicos. Si la potencia de seal es suficiente, un receptor digital es capaz de reconstruir los ceros y los unos de forma adecuada. Sin embargo, cuando hay ruido es posible que ste haga que el receptor confunda un cero con un uno. En la Figura 6 se observa una seal digital recibida en presencia de ruido. El receptor, para cada periodo de bit, observar la seal en un instante dado y decidir que es un uno si la seal est por encima de cero, y que es un cero si est por debajo. Vemos en la figura inferior que en el segundo bit el sistema se confundir. Por tanto, como el ruido siempre est presente, siempre existe una probabilidad no nula de que el receptor confunda ceros con unos y viceversa. A esta probabilidad se la denomina probabilidad de error de bit (BER, de Bit Error Probability). La BER depende de muchos factores, pero uno de los ms importantes es la SNR. En la Figura 6 se observa claramente que si la seal tiene mucha ms potencia que el ruido, rara vez el receptor se confundir. Sin embargo, si la SNR es baja, entonces los errores se producirn ms a menudo. Por tanto, el nmero de veces que un receptor digital se equivoca disminuye a medida que aumenta la SNR recibida. La BER es una medida de calidad de un sistema de comunicaciones digitales. En

    Figura 6. Seal digital transmitida (panel superior) y recibida con poco ruido (panel intermedio) y mucho ruido (panel inferior).

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    general, para que un servicio sea viable, se requerir una determinada BER mxima. Por ejemplo, para un sistema de telefona digital, podemos establecer que la BER mxima es de 10-3, es decir, que el sistema funcionar correctamente siempre y cuando se produzca menos de un error cada 1000 bits transmitidos.

    I.7. Ejercicios

    1. Clasifique los siguientes sistemas de comunicacin segn los cinco criterios descritos en el texto: (a) Red pblica de telefona. (b) Sistema de difusin de radio, (c) comunicaciones mviles con tecnologa de transporte de datos 3G, (d) red local basada en el estndar WiFi, (e) enlace transocenico de alta capacidad utilizando fibra ptica.

    2. Una fuente proporciona un caudal de bits de 10 Kbps (10 kilobits cada segundo). Este caudal se introduce en un codificador de canal (7,4) y se modula y transmite de forma que para transmitir cada bit por segundo, es necesario 1 Hz. Calcule el ancho de banda que requiere utilizar el sistema.

    3. Un sistema de transmisin WiFi tiene un ancho de banda de 20 MHz. En la zona de uso se mide una densidad espectral de potencia de ruido de 10-10 W/Hz. Si la seal recibida en el receptor tiene una potencia de 1 mW, calcule, en dB, la SNR del sistema.

    4. Sea un sistema de comunicaciones digitales que requiere para trabajar una probabilidad de error mxima de Pb = 10-3. Teniendo en cuenta la modulacin digital utilizada, la Pb en este sistema se puede calcular como Pb = exp[-snr], con la snr en unidades naturales, siendo exp la funcin exponencial. Si la potencia de ruido es de n = 10-12 W, calcule la potencia mnima necesaria, en el receptor, para que el sistema funcione con los requisitos dados.

    I.8. Material adicional

    Material_Adicional_Ficha3_1.pdf

    Material_Adicional_Ficha3_2.pdf

    http://es.wikipedia.org/wiki/Antena