Conceptos Clave en Señales, Modulación y Sistemas de Comunicación Digital

Ejercicio 1: Conceptos Fundamentales en Comunicaciones

Señal en Banda Base

Son aquellas señales que no sufren ningún proceso de modulación ni desplazamiento en frecuencia.

En el caso de las señales digitales, se denominan códigos en banda base o códigos de línea. Una vez codificadas, destacan la unipolar, la polar y la bipolar.

• Unipolar: Utiliza un solo nivel de tensión para representar los bits.
• Polar: Emplea dos niveles de tensión (positivo y negativo) para representar los bits.
• Bipolar: Utiliza tres niveles de tensión (positivo, negativo y cero), donde el cero representa un bit y los otros dos alternan para el otro bit.

Demodulación

La demodulación sirve para recuperar la información transportada por una onda portadora, que en el extremo transmisor ha sido modulada con dicha información.

La modulación se realiza en el transmisor, en un circuito llamado modulador, y la demodulación se lleva a cabo en el receptor.

Digitalización

Consiste en realizar mediciones periódicas de la amplitud (tensión) de una señal. Sus valores son redondeados a un conjunto finito de niveles preestablecidos de tensión y luego registrados como números enteros.

Muestreo

Consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de una onda. La velocidad con que se toman estas muestras, es decir, el número de muestras por segundo, es un parámetro crítico conocido como frecuencia de muestreo.

Ruido y sus Tipos

En los procesos de modulación, el ruido generalmente no se tiene en cuenta, ya que se trabaja con señales de niveles altos, es decir, con una amplitud de potencia elevada. Sin embargo, en el receptor, el nivel de la señal es bajo, ya que se corresponde con el nivel de la señal recibida.

Por este motivo, la magnitud de la señal recibida es similar a la del ruido, y es crucial comprobar que este no afecte negativamente a la señal.

Ruido Blanco

Su densidad de energía se distribuye por igual en todo el rango de frecuencias, presentando una potencia constante por unidad de ancho de banda.

Ruido Impulsivo

Producido a intervalos irregulares con picos muy pronunciados y de corta duración, a menudo causado por interferencias externas o descargas eléctricas.

Conversiones D/A (Digital a Analógico)

En los sistemas digitales, la información que se está procesando se presenta en forma binaria. Para actuar sobre el medio externo, esta información debe ser convertida a un valor de tensión analógica capaz de ser procesada por un sistema electrónico como elemento actuador.

PLL (Phase-Locked Loop)

Un PLL es un oscilador cuya frecuencia y fase son controladas por una señal externa de referencia.

Los circuitos de 'fase cerrada' o 'lazo amarrado por fase', también denominados 'lazo de seguimiento de fase', abreviadamente PLL (Phase-Locked Loops), se utilizan ampliamente en los sistemas de comunicaciones electrónicas. Tienen una amplia variedad de áreas de aplicación, como:

• Uso en módems
• Receptores y transmisores de telemetría
• Detectores de AM
• Filtros de rastreo

Compresión de Datos

La compresión consiste en la reducción de la cantidad de datos a transmitir o grabar, pues hay que tener en cuenta que la capacidad de almacenamiento de los soportes es finita, de igual modo que los equipos de transmisión pueden manejar solo una determinada tasa de datos.

Compresión sin Pérdidas

En esencia, se transmite toda la información, pero eliminando la información repetida o redundante. Permite reconstruir los datos originales de forma idéntica.

Compresión con Pérdidas

Se desprecia cierta información considerada irrelevante o menos perceptible para el usuario final. Este tipo de compresión puede producir una pérdida de calidad en el resultado final, pero logra mayores tasas de compresión.