Introducción a las telecomunicaciones

Introducción a las telecomunicaciones

Cualquier actividad de nuestra vida diaria requiere de información para su realización. La humanidad no se concibe sin información. Esta se produce y maneja para proporcionar el desarrollo de la actividad económica, política y social del mundo. Así, la generación y el intercambio de información es una necesidad primordial del que hacer humano.

Los sistemas de telecomunicaciones pueden transmitir información de texto, imágenes graficas, voz o video. Esta sección describe los principales componentes de los sistemas de telecomunicaciones. Los siguientes son los componentes esenciales de un sistema de telecomunicaciones.

1. Computadoras para procesar la información.

2. Terminales o cualquier dispositivo que envié o reciba datos.

3. Canales de comunicación.

4. Procesadores de comunicaciones.

5. Software de comunicaciones.

La creciente aparición de fuentes y consumidores de información físicamente ajenos se presenta como causa y motores del desarrollo de las Telecomunicaciones. La necesaria calidad en el transporte de la información de unas a otros, magistralmente discutida y analizada en el clásico artículo de Shannon, es la principal justificación de la digitalización de la transmisión incluso para tipos de información originalmente analógicos.

¿Qué es una señal?

Una señal es una función de una o más variables físicas que contiene información acerca del comportamiento o la naturaleza de algún fenómeno.

Ejemplos de señales:

• Los voltajes en circuitos eléctricos

• Nuestra voz

• Las imágenes

• El índice Dow Jones semanal

Tipos de señales

Señales Continuas y Discretas

Una señal x (t) es una señal continua si está definida para todo el tiempo t. Una señal discreta es una secuencia de números, denotada comúnmente como x[n], donde n es un número entero. Una señal discreta se puede obtener al muestrear una señal continua.

Señales Analógicas y Digitales

Si una señal continua x (t) puede tomar cualquier valor en un intervalo continuo, entonces esa señal recibe el nombre de señal analógica. Si una señal discreta x[n] puede tomar únicamente un número finito de valores distintos, recibe el nombre de señal digital.

Señales Reales y Complejas

Una señal x(t) es real si sus valores son números reales, y una señal x(t) es compleja si sus valores son números complejos, es decir: x(t) = x1(t) + jx2(t).

Señales Determinísticas y Aleatorias

Las señales determinísticas son aquellas cuyos valores están completamente especificados en cualquier tiempo dado y por lo tanto, pueden modelarse como funciones del tiempo t. Las señales aleatorias son aquellas que toman valores aleatorios (al azar) en cualquier tiempo dado y deben ser caracterizadas estadísticamente.

Señales Pares e Impares

Una señal es par si se cumple que x(-t) = x(t) para todo t. Es impar si x(-t) = -x(t) para todo t. Cualquier señal puede ser expresada como una suma de dos señales, una de las cuales es par y la otra impar:

X (t) = xe(t) + xo(t)

donde

xe (t) = 0.5{x(t) + x(-t)}

xo (t) = 0.5{x(t) - x(-t)}

Señales Periódicas y No Periódicas

Una señal continua es periódica con periodo T si existe un valor positivo T tal que

X (t + T) = x(t) para todo t

Cualquier señal que no sea periódica se llama no periódica o aperiódica. El valor más pequeño de T que satisface esta ecuación se llama periodo fundamental.

El recíproco del periodo fundamental es la frecuencia fundamental, se mide en Hertz (ciclos por segundo) y describe qué tan seguido la señal periódica se repite.

La frecuencia angular, medida en radianes por segundo, se define como

Una señal discreta x[n] es periódica si satisface la condición:

X [n] = x[n + N] para todos los enteros n

donde N es un número entero. El valor más pequeño de N que satisface esta ecuación se llama periodo fundamental. La frecuencia angular fundamental, medida en radianes, se define por

Señales de Energía y Potencia

Se dice que una señal es de energía, si y sólo si la energía total de la señal satisface la condición

0 < E < ∞

Se dice que una señal es de potencia, si y sólo si la potencia promedio de la señal satisface la condición

0 < P < ∞

Para el caso continuo:

Para el caso discreto:

Transformaciones a la variable independiente

Inversión de tiempo Corrimiento de tiempo Escalamiento de tiempo

x(-t) x(t-t0) x(at)

Continuas: tienen continuidad en dominio y recorrido

Discretas: tienen continuidad en recorrido pero en dominio son discretas

Digitales: son discretas tanto en dominio como en recorrido

Por su periodicidad

Periódicas: se repiten cada que la variable toma ciertos valores, cumpliendo con la propiedad de X (t)=X (t-mT) (cuando m es 1, T recibe el nombre de periodo fundamental)

Aperiódicas: no cumplen con la propiedad de periodicidad

Por su simetría

Par: es simétrica respecto al eje de las abscisas y cumple con X(t)=X(-t)

Impar: es simétrica respecto al origen y cumple con –X (t)=X (-t)

Por su aleatoriedad

Determinantica: la variable dependiente e independiente cumplen con una regla de correspondencia definida y con ayuda de puntos anteriores o posteriores, puede predecirse un punto de interés

Aleatorias: aún conociendo puntos anteriores o posteriores, no es posible predecir ninguno de sus puntos, ya que esta no sigue reglas de correspondencia conocidas

Por su energía o potencia

Energía: su potencia promedio es finita y su energía tiende a ser ilimitada

Potencia: Su potencia promedio es cero y su energía total es limitada

Unidades y medidas

Se denomina decibelio a la unidad relativa empleada en Acústica y Telecomunicación para expresar la relación entre dos magnitudes, acústicas o eléctricas, o entre la magnitud que se estudia y una magnitud de referencia.

El decibelio, símbolo dB, es una unidad logarítmica. Es 10 veces el logaritmo decimal de la relación entre la magnitud de interés y la de referencia. El belio es el logaritmo de la relación entre la magnitud de interés y la de referencia,

Pero no se utiliza por ser demasiado grande en la práctica.

El belio recibió este nombre en honor de Alexander Graham Bell, tradicionalmente considerado como inventor del teléfono.

Un (1) belio, la unidad original, equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces (1 es el logaritmo decimal de 10) sobre la magnitud de referencia. Cero belios es el valor de la magnitud de referencia. (0 es el logaritmo de 1). Así, dos belios representan un aumento de cien veces (2 es el logaritmo decimal de 100) en la potencia. 3 belios equivalen a un aumento de mil veces (3 es el logaritmo decimal de 1.000), y así sucesivamente.

La intensidad de un sonido se mide en decibelios referidos a 20 micro pascales (dBSPL).

La escala comprende entre el mínimo sonido que el oído humano pueda detectar (20 micro pascales), y el sonido más fuerte (más de 180 dB), el ruido de un cohete durante el lanzamiento.

Importancia de la modulación

La modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir.

En sí, sabemos que el término engloba el conjunto de técnicas para transportar sobre una onda portadora. Estas técnicas nos ayudan demasiado ya que en la vida cotidiana es de suma importancia la aceleración del envío de datos, en este caso señales. Lo cual, para lo cual es importante modular las señales, ya que al hacerlo se puede tener un mejor aprovechamiento del canal de comunicación, lo que nos da la posibilidad de transmitir mas información de forma simultánea, protegiéndolas de posibles interferencias y ruidos.

IMPORTANCIA DE LA MODULACIÓN

El objetivo

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