SENALES Y CODIFICACIONES

Ahora, comenzaremos un nuevo tema, empezare a hablar acreca de los espectros electromagneticos, los cuales son una distribucion de energia del conjunto de ondas electromagneticas, los epectros van desde  las ondas de menor longitud , hasta las de mayor longitud como las ondas de radio.La luz visible,osea la que nosotros podemos ver, se encuentra entrelas dos capas la luz ultravioleta(UV) y los rayos infrarrojos, ahora dado a que son espectros estos producen ciertos bioefectos, lo cual se reduce a dos tipos de radiaciones:

• radiacion no ionizante : luz UV, microondas,radio am.
• radiacion ionizante: rayos x, rayos gamma.

Dado que son espectros electromagneticos estos se miden en frecuencia de hertz y van desde 10 elevando a la 10 elevado a la 20.Estas frecuencias, como se nota en la figura anterior, trabaja sobre cierta banda, esta banda tiene el nombre de banda de frecuencias, esta banda va a contener los diferentes tipos de espectros electromagneticos asigandos a diferentes usos dentro de las radiocomunicaciones.

CODIGOS DE LINEA

Acontinuacion mostrare un ejemplo de una señal portadora digital, moduladora digital.

 

• El 0 equivale a 3 volts  y el 1 a 5 volts

1. nrz-l
2. nrzi
3. ami bipolar
4. Pseudoternario
5. manchester
6. manchester diferencial

• En el primero si hay un 0= arriba si es 1= a abajo.
• En el segundo es alreves el 0= abajo, 1=arriba.

En el tercero  y cuarto se les conoce como multinivel  y en el tenemos o positivos o negativos

•  En el tercero el 0 es en linea y el 1= positivo o negativo dependiendo de como empieza pero va uno positivo el siguiente uno negativo.
• En el cuarto el 1 es en linea y el 0= positivo o negativo, (+-+-+-+-).

En el 5 y 6 se manejan cambios de fase forzosos a la mitad del periodo

• En el quinto imaginemos una Z y una z reflejada en el espejo mas o menos como una S, para el 0=Z y para el 1=S , estos van dentro de cada periodo.
•  
• En la sexta y  ultima depende intrinsecamente del valor anterior, osea  si hay un 0=s y despues un 1=z va a comenzar arriba , y como el uno termina abajo y si el siguiente es 0 entonces el 0=z pero si es 1=S. 





CONVERSION ANALOGICA DIGITAL

Anteriormanete habiamos hablado acerca de las señales analogicas y digitales, por unaserie de paso, nosotros podemos convertir una señal analogica a una digital y viceversa, dicho esto es necesario saber que una señal digital la podemos reconstruir,mientras que una analogica no, ademas el ruido afecta de manera diferente a las dos señales siendo la analogica la menos afectada.

Dicho esto,hablaremos acerca de la conversion de algo analogico a digital, la convercion utiliza 3 procesos o pasos fundamentales uno seguido del otro.

 1.- Muestreo: el muestreo es la parte donde nosotros asignaremos el numero de muestras que tomaremos de la señal originalen un cierto intervalo de tiempo (1seg), las muestras que tomaremos seran en khz o hz o muestras por segundo esto es conocido como frecuencia de muestreo.

2.-Cuantizacion: en la cuantizacion establecemos el nivel de amplitud para cada una de las muestras, esto se resume al numero de bits que vamos a asignarle a las muestras, eto tambien lo conocemos como el ancho de banda ,el cual es lacapidad del medio para poder interpretar un numero de señales en un momento dado.

4.-Codificacion: la codificacion tomara los valores que ya fueron cuantizados y los traducira mediante codigos ya establecidos.

Despues de definir los pasos para la conversion debo de decirles que mientras mas muestras tomemos, a la hora de convertir se va a parecer mas a la señal original,por ejemplo un wap esta ripeado a 44.1 Mhz, esto quiere decir que se toman 44100 muestras a 16 bits.

Para finalizar mientras mayor seala cuantizacion, y mayor seael numero de muestras  menor error tendremos en la codificacion.

CUANTIZACION Y CODIFICACION

CUANTIZACION

La cuantizacion es basicamente el numero de valores con los que definimos la muestra, si la señal no llegara a quedar  osea, si se sale de los margenes es importante normalizarla.La cuantizacion se va a relacionar con el valor que queramos codificar.

Por ejemplo el CD se ripea a 44100 hz, nosotros los humanos tenemos 8bits para un oido y 8 para el otro asi que de hecho no escuchamos mucho tal vez con muchisimo entrenamiento podriamos pero creo que estamo de acuerdoque seria casi imposible se imaginan poder decirle al director de una orquesta que esta fuera de frecuencia un violin oun trombon.

CODIFICACION.

"La codificacion es la capacidad del medio de interpretar de manera eficiente las señales"

PCM

El PCM(pulse code modulation), la cual es la representacion digital de una señal analogica. Este mismo tienes tres elementos: modulacion, cuantizacion y codificacion, basicamente reducimos a 0 y 1 una señal analogica.

El muestro en el PCM, es la forma en la que pasamos de una señal continua a una discreta (sucesion de puntos), en el muestro existen dos tipos de señales:

• las que varian con respecto al tiempo: una onda por ejemplo( lineas verticales)
• las que varian con respecto a la frecuencia:una linea por ejemplo.(lineas horizontales)

La frecuencia de muestreo es el numero de muestras obtenidas en un segundo y se mide en hertz o muestras por segundo.

Una forma de reconstruir una señal exactamente igual a la original es utilizando el teorema de Nyquist-shannon.

El teorema dice que matematicamente si es posible reconstruir una señal siempre y cuando limitemos la banda y que va  a tener el doble de tamaño de la amplitud o ancho de banda.o en otras palabras si la frecuencia de muestreo es dos veces mas alta que la frecuencia mas alta.

Un ejemplo  de como nos limitan el ancho de banda , es cuando nos confunden por telefono que si a veces es odioso o luego nos enteramos de otras cosas jajajaja, esto se debe a que nuestras voces puede que tengan diferentes frecuencias pero las compañias telefonicas lo que hacen es cortar o eliminar aquellas crestas que no entren en el ancho de banda y es por eso que nos confunden asi que no odien a la personaa odia a la compañia de telefono.

y se preguntaran por donde pasa infinitum ......ahhh pues infinitum pasa por encimay debajo de la banda de voz utilizando un filtro de voz, como si nos pusieramos un calcetin este seria infinitum y nuestro pie la banda de voz.

LA MODULACION

La modulacion es el proceso porel cual adaptamos una señal para que puedar ser enviada por un medio fisico,y cabe mencionar que los diferentes medios fisicos tienen diferentes formas de modularalgunos con respecto al ruido etc, etc.

Las modulaciones se dividen en dos partes como antes lo mencionamos anteriormente  en señal moduladora(señal que lleva informacion)  y en señal portadora(señal de adaptacion al medio).

Existen tambien una clasificacion de las modulaciones las cuales explicaremos acontinuacion:

	analógica	digital	MODULADORA
analógica	AM.FM,PM	ASK,FSK,PSK,QAM
digital	PAM,PPM,PDM,PCM	NRZ-LO,NRZI,BIFASE,MANCHESTER
PORTADORA

Un indice de frecuencia se ve de frente como si fuera un pequeño triangulo , esta tiene una caracteristica especial la cual llamamos guarda.

En algunas partes hemos escuhado o mencionamos los Khz o Mhz pero que signifa eso, pues si se transmite n numeros de ondas en un segundo:

1khz-----------1000 ondas por segundo
1mhz----------100 000 ondas por segundo
1Gigahz------1000000 000 ondas por segundo.

CONTINUACION DE SISTEMAS

Despues de describir a profundidad el multiplexado, nos hemos dado cuenta de que un sistema de transmicion puede ser de diferentes formas, y porlo tanto existen subsistemas que procesan informacion analogica los cuales constan de:

 1.- Modulador:la modulacion se encarga de dar forma o de onda portadora o de moduladora o tambien conocidos como banda base ( NRZ, BIPOLAR ,ETC) y paso banda(PSK,ASK,FSK,ETC), eisten dos tipos de moduladores coherentes y no coherentes. los primero usan una señal con la misma frecuenciay fase que la portadora para poderla desmodular y utilizan el PLL(phase loked loop) y la no coherente no necesita esta señal para que pueda demodular.

Estas señales las usamos por ejemplo en la radio donde sintonizamos la radio es una portadora y lo que escuchamos es una moduladora.

Existen ondas moduladoras y portadoras tanto en el lado digital como el analogico, esto es posible gracias al:

2.-Ensanchador de espectro: SS(spread spectrum), lo utilizamos para que no haya interferencias en nuestra señal o tambien para que tengamos privacidad, la forma en que inyectamos informacion al medio se da por medio de:

DS-SS(direct sequencespread spectrum)

FH-SS(frequency hopping spread spectrum)

UFDM

El DS-SS(-----) establece un canal y todala transmicion es por ese canal.

El FH-SS establece un algoritmo donde se salta de frecuencia en x lapso de tiempo.

El grill es nuestra matriz de frecuencia.

FH
DS-----	--------	--------	--FH-
	FH
		FH

 El acceso multiple permite que compartamos nuestro medio de transmicion.

 Todos los pasos antes mencionados se realizan peroen forma inversa para realizar el proceso de recepcion.

ENTENDIENDO AL MULTIPLEXADO

El multiplexado una forma de entenderlo seria compararlo al nextel , donde sabemos cuando esta ocupado el canal y cuando se desocupa con su clasico sonidito y cuando lo queremos utilizar, usamos el PTT (push to talk) .

 

Existen dos tipos de multiplexado el de divisiones de tiempo y el de divisiones de frecuencia.

 

En el multiplexado por diviciones de tiempo le asiganamos un paquete de datos a cada uno de los usuarios por un intervalo de tiempo.

 

Mientras que el multiplexado por division de frecuencia, el canal lo dividiremos por el numero de usuarios 1/N osea que si tenemos 4 usuarios a cada uno de los usuarios le correspondera 1/4 de canal, si un usuario deja de enviar ese canal quedara inutil.

SISTEMA DENTRO DELA RADIO

Un sistema de procesamiento digital podria ser , la radio que tenemos en nuestro auto o en la casa,

la forma en que nos la transmiten es puramente analogica sin embargo llega a nosotros de manera digital, esto sucede gracias a unos subsistemas los cuales procesan la informacion, los cuales detallare acontinuacion:

1.-Formateador: este genera un formato para la transmision, basicamente formamos la onda.

2.-Codificacion de fuente: en esta parte se comprime la señal y la dejamos en una sola linea.

3.-Cifrado: procesa la informacion entrante para que la salida sea ininteligible a usuarion no autorizados y ademas al hacer esto tambien autenticamos la salida, esto solo pasa en la radio civil por ejemplo.

4.-Codificacion de canal: protege la informacion de errores, poniendo toda la señal en una misma codificacion, para ello utilizamos CRC que es una tecnica para verificar.

5.-Multiplexado: en esta parte se puede compartir informacion un varios usuarios siemprey cuando sea de forma ordenada como una autopista, si deseamos incorporarnos lo debemos de hacer deforma ordena y con precaucion si no lo hacemos podremos producir una colision.

La multiplexacion la utilizamos en el ethernet  donde establemos que hacer si ocurre un error a la hora de incorporarse al canal, por ejemplo ,si queremos llamar pero esta ocupado nuestro tel, y lo intentamos 2 o 3 veces y sigue pasando lo mismo,asi como nosotros colgariamos el tel o le diriamos a la otra persona que cuelgue POOOOOr favooor, asi es como llega a nuestro rescate  CSMA,CD,CA.

La CSMA charger sense multiplex access, se establece por un exponencial o backbone en el primer intento verificaremos si la autopista esta libre, en el segundo intento nos cede de forma aleatoria un canal haber si este esta ocupado o nop y si lo intentamos 16 veces, en este intendo si el canal sigue ocupado la conexion se aborta y es rechazada.

Para este fin tenemos el CD(deteccion de colision) y CA (colision avoidance) que es basicamente generar una colision y dado que somos los unicos en saber que ahora si estalibre el canal ahora si nos podemos incorporar a ese canal, que basicamente se resume en nuestro ejemplo a desconectar la linea telefonica...MUAjajajaja..!!!

SEÑALES EN UN CIRCUITO ELECTRONICO

Dentro de los circuitos electronicos  existen dos tipos de señales analogicas y digitales.

SEÑAL ANALOGICA

Las señales analogicas  dejaron de funcionar entre 1960 y 1970, las señales analogicas puden tomar cualquier valor de amplitud, por ejemplo en reloj digital no toma mas valores de los que ya tiene programados, mientras que un analogico  no lohace,mas bien funciona con una variacion continua de amplitud en el tiempo; tambien existen unos subtipos de señale continua y discreta,  una señal continua se pueda medir en cualquier lapso de tiempo(_________), mientras que una discreta cambia(---------- ).

La señal analogica se obtiene por medio de un transductor, con  esto merefiero a que una señal

analogica es todo aquello que obtemos del ambiente por ejemplo, las camaras no analogicas se guardan en un negativo.

SEÑAL DIGITAL

la señal digital toma un numero definido de valores por ejemplo la edad , las señales digitales solo manejan dos valores 1 o 0, por ejemplo la computadora ya que esta solo entiende 0 o 1. Las señales digitales pueden cambiar la amplitud , todas las señales son discretas y ademas estan definidas en un numero de periodos.

Un ejemplo de esto seria el caminar del ser humano, si lo definimos en 3 estados 1 el alzar el pie, 2  asentar el talon  ,3 asentar el pie completo  tendriamos:



                                          1.................00

                                          2.................01

                                          3..................11

SISTEMAS ANALOGICOS Y DIGITALES

Dadas  las dos definicones de las señales analogica y digital, hablamos acerca de los sistemas paralos dos tipos de señales antes mencionadas, imaginemos un sistema donde midamos la presion barometrica, si hacemos uno con botellas de plastico, agua, y un plato, podremos medir el cambio de presion ya que al cambiar la presion la raya que habremos dibujado en la botella nos diara si hubo o no cambio, mientras que un sistema digital funcionaria si pusieramos sensores y ese tipo de cosas.