Codificación de Linea

Publicado: 26 enero 2011 en Clase 8

Teniendo ya la señal discretizada en tiempo(muestreo) y discretizada en amplitud(cuantificación), se dispone de una señal de M símbolos cuya tasa de transmisión se mide en baudios. Si se quiere una transmisión binaria, faltaría convertir los símbolos a bits. Esto implica que los unos y ceros resultantes deben ser representados con formas de onda específicas que influirán en:
Potencia de transmisión, ancho de banda, facilidad de recuperación del reloj en el receptor, detección y corrección de errores, etc.
A la asignación de formas de ondas arbitrarias para los unos y ceros se le llama Codificación de línea. Como uno de los efectos mas importantes de la codificación de línea es el ancho de banda, a continuación deduciremos el espectro de la señal aleatoria que resulta al aplicar sobre la señal muestreada y cuantificada un proceso de codificación de línea.

Codificación digital unipolar

La codificación unipolar usa una sola polaridad, codificando únicamente uno de los estados binarios, el 1, que toma una polaridad positiva o negativa, es decir, toman un mismo valor dentro de un tren de pulso. El otro estado, normalmente el 0, se representa por 0 voltios, es decir, la línea ociosa.

Codificación digital polar

La codificación polar utiliza dos niveles de voltaje, positivo y negativo.

  • NRZ (No retornó a cero)
  • RZ (Retorno a cero)
  • Bifase (autosincronizados)

NRZ (No retornó a cero)

El nivel de la señal es siempre positivo o negativo. Los dos métodos más utilizados son:

  • NRZ-L (Non Return to Zero-L): Un voltaje positivo significa que el bit es un ‘0’, y un voltaje negativo que el bit es un ‘1’.
  • NRZ-I (Non Return to Zero, Invert on ones): En esta codificación el bit ‘1’ se representa con la inversión del nivel de voltaje. Lo que representa el bit ‘1’ es la transición entre un voltaje positivo y un voltaje negativo, o al revés, no los voltajes en sí mismos. Un bit ‘0’ no provoca un cambio de voltaje en la señal. Así pues, el nivel de la señal no solo depende del valor del bit actual, sino también del bit anterior.

RZ (Retorno a cero)

Utiliza tres valores: positivo, negativo y cero. Un bit ‘1’ se representa por una transición de positivo a cero y un bit ‘0’ se representa con la transición de negativo a cero, con retorno de voltaje 0 en mitad del intervalo.

Bifase (autosincronizados)

En este método, la señal cambia en medio del intervalo del bit, pero no retornó a cero, sino que continua el resto del intervalo en el polo opuesto. Hay dos tipos de codificación Bifase:

  • Manchester: Una transición de polaridad de positiva a negativa representa el valor binario ‘0’, y una transición de negativa a positiva representa un ‘1’.
  • Manchester Diferencial: Necesita dos cambios de señal para representar el bit ‘0’, pero solo ‘1’ para representar el bit ‘1’. Es decir, una transición de polaridad inversa a la del bit previo, para representar el ‘0’ y una transición igual para el ‘1’.

Codificación digital bipolar

La codificación digital bipolar, utiliza tres valores:

  • Positivo
  • Negativo
  • Cero

El nivel de voltaje cero se utiliza para representar un bit “cero”. Los bits “uno” se codifican como valores positivo y negativo de forma alternada. Si el primer “uno” se codifica con una amplitud positiva, el segundo lo hará con una amplitud negativa, el tercero positiva y así sucesivamente. Siempre se produce una alternancia entre los valores de amplitud para representar los bits “uno”, aunque estos bits no sean consecutivos.

Bipolaire.gif

Hay 3 tipos de codificación bipolar:

AMI (“Alternate Mark Inversion”)

Corresponden a un tipo de codificación que representa a los “unos” con impulsos de polaridad alternativa, y a los “ceros” mediante ausencia de pulsos.

El código AMI genera señales ternarias (+V -V 0), bipolares( + – ), y del tipo RZ o NRZ ( con o sin vuelta a cero ). La señal AMI carece de componente continua y permite la detección de errores con base en la ley de formación de los “unos” alternados.En efecto, la recepción de los “unos” consecutivos con igual polaridad se deberá a un error de transmisión.
Tal y como muestra la figura, la señal eléctrica resultante no tiene componente continua porque las marcas correspondientes al “1” lógico se representan alternativamente con amplitud positiva y negativa. Cada impulso es neutralizado por el del impulso siguiente al ser de polaridad opuesta.

Codificando los “ceros” con impulsos de polaridad alternativa y los “unos” mediante ausencia de impulsos, el código resultante se denomina pseudoternario.

Los códigos AMI ( inversión de marcas alternadas) se han desarrollado para paliar los inconvenientes que presentan los códigos binarios NRZ y RZ ( el sincronismo y la corriente continua).

El código AMI consigue anular la componente continua de la señal eléctrica. Sin embargo no resuelve la cuestión de cómo evitar la pérdida de la señasl de reloj cuando se envían largas secuencias de ceros. Este problema lo solucionan los códigos bipolares de alta densidad de orden N, HDBN ( High Density Bipolar ) que pertenecen a la familia de los códigos AMI, y que evitan la transmisión de secuencias con más de N “ceros” consecutivos. El HDB3 es un código bipolar de orden 3.

B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution)

B8ZS: la sustitución bipolar de 8 ceros, también llamada la sustitución binaria de 8 ceros, el canal claro, y 64 claros. Es un método de codificación usado sobre circuitos T1 , que inserta dos veces sucesivas al mismo voltaje – refiriéndose a una violación bipolar – en una señal donde ocho ceros consecutivos sean transmitidos. El dispositivo que recibe la señal interpreta la violación bipolar como una señal de engranaje de distribución, que guarda(mantiene) la transmisión y dispositivos de encubrimiento sincronizados. Generalmente, cuando sucesivos “unos” son transmitidos, uno tiene un voltaje positivo y el otro tiene un voltaje negativo.

Es decir, cuando aparecen 8 “ceros” consecutivos, se introducen cambios artificiales en el patrón basados en la polaridad del último bit ‘uno’ codificado:

V: Violación, mantiene la polaridad anterior en la secuencia.

B: Transición, invierte la polaridad anterior en la secuencia.

Los ocho ceros se sustituyen por la secuencia: 000V B0VB

B8ZS está basado en el antiguo método de codificación llamado Alternate Mark Inversion ( AMI).

HDB3 (High Density Bipolar 3)

El código HDB3 es un buen ejemplo de las propiedades que debe reunir un código de línea para codificar en banda base:

-El espectro de frecuencias carece de componente de corriente continua y su ancho de banda está optimizado.

-El sincronismo de bit se garantiza con la alternancia de polaridad de los “unos”, e insertando impulsos de sincronización en las secuencias de “ceros”.

Los códigos HDBN (High Density Bipolar) limitan el número de ceros consecutivos que se pueden transmitir: -HDB3 no admite más de 3 ceros consecutivos. Colocan un impulso (positivo o negativo) en el lugar del 4º cero.

-El receptor tiene que interpretar este impulso como un cero. Para ello es preciso diferenciarlo de los impulsos normales que representan a los “unos”.

-El impulso del 4º cero se genera y transmite con la misma polaridad que la del impulso precedente. Se denomina por ello V “impulso de violación de polaridad” ( el receptor reconoce esta violación porque detecta 2 impulsos seguidos con la misma polaridad).

-Para mantener la componente de corriente continua con valor nulo, se han de transmitir alternativamente tantas violaciones positivas como negativas ( V+ V- V+ V- … ).

-Para mantener siempre alternada la polaridad de las violaciones V, es necesario en algunos casos insertar un impulso B “de relleno” ( cuando la polaridad del impulso que precede a la violación V, no permite conseguir dicha alternancia). Si no se insertaran los impulsos B, las violaciones de polaridad V del 4º cero serían obligatoriamente del mismo signo.

En HDB3 se denomina impulso a los estados eléctricos positivos o negativos, distintos de “cero”. (0 voltios).

Cuando aparecen más de tres ceros consecutivos, estos se agrupan de 4 en 4, y se sustituye cada grupo 0000 por una de las secuencias siguientes de impulsos: B00V ó 000V .

B indica un impulso con distinto signo que el impulso anterior. Por tanto, B mantiene laley de alternancia de impulsos, o ley de bipolaridad, con el resto de impulsos transmitidos.

V indica un impulso del mismo signo que el impulso que le precede, violando por tanto la ley de bipolaridad.

El grupo 0000 se sustituye por B00V cuando es par el número de impulsos entre la violación V anterior y la que se va a introducir.

El grupo 0000 se sustituye por 000V cuando es impar el número de impulsos entre la violación V anterior y la que se va a introducir.

Así se logra mantener la ley de bipolaridad de los impulsos correspondientes a los “unos”, y también la bipolaridad de las “violaciones” mediante los impulsos B y los impulsos V.

Reglas De  Codificación HDB3

1.     Se codifica en AMI al 50 % o (100%)

a.     Un 1 se alterna

b.     Un cero es cero

2.     Con cuatro ceros seguidos el cuarto se sustituye por una violación de polaridad igual a la del último 1:

3.     Si no se quebranta la bipolaridad por parte del pulso de violación se debe hacer un relleno en el primer cero del cuarteto de ceros (El número de pulsos entre 2 violaciones consecutivas siempre es un número impar)

a.     Sí # de pulsos desde la última violación es un número impar pero negativo  el código de sustitución es 000-  (000V)

b.     Sí # de pulsos desde la última violación es un número impar pero positivo  el código de sustitución es 000+  (000V)

c.      Sí # de pulsos desde la última violación es un número par pero negativo  el código de sustitución es +00+  (B00V)

d.     Sí # de pulsos desde la última violación es un número par pero positivo  el código de sustitución es -00-  (B00V)

4.     En cadenas largas de ceros asuma número de pulsos como par

La detección elemental de los errores de transmisión típicos del ruido (inversión, duplicación o pérdida de impulsos), se realiza simplemente comprobando que los impulsos recibidos por el receptor cumplen las reglas de polaridad establecidas porla codificación HDB3.

Los errores se suelen detectar en el caso de que aparezcan los 4 ceros consecutivos que no permite el HDB3 o en el caso de la inserción de un “uno” y que las dos violaciones V+ queden con la misma polaridad. Sin embargo exiten casos en los cuales hay errores que son imposibles de detectar y que incluso se propagan generando aún más errores.

Por ejemplo en la imagen podemos ver una señasl HDB3 con errores que no detecta el RECEPTOR.

Errores.gif

Ejemplo 1 de la codificación HDB3

“1 0 0 0 0 1 1 0”

se codifica en HDB3

“+ 0 0 0 V – + 0”

Ejemplo 2 de la codificación HDB3

“1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0”

se codifica en HDB3

“+ 0 – 0 0 0 V 0 + – B 0 0 V – + B 0 0 V 0 0” que sea:

“+ 0 – 0 0 0 – 0 + – + 0 0 + – + – 0 0 – 0 0”

(el AMI que usa de codificación correspondiente es “+ 0 – 0 0 0 0 0 + – 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0”).

 

 

Códigos de Bloques Lineales

Publicado: 26 enero 2011 en Clase 8

CODIGO DE BLOQUES

Los códigos de bloque son técnicas utilizadas para transformar un conjunto de datos binarios “N” en otro un poco más largo “K” donde se agregan unos bits de más para dar redundancia al código saliente K, donde (K>N). El número de dígitos de comprobación o redundancia será M=K-N; donde M son la cantidad dígitos adicionados.

El principio que se utiliza en los códigos de bloque consiste en estructurar los datos en bloques de longitud fija y añadir a cada bloque un cierto número de bits llamados bits de redundancia.

Sólo ciertas combinaciones de bits son aceptables y forman una colección de palabras de código válidas.

Cuando los datos se transmiten y llegan al receptor hay dos posibilidades:

  • Que la palabra que se recibe sea una palabra de código válido.
  • Que la palabra que se recibe no sea un código válido, en cuyo caso hay dos posibilidades:
    • El receptor puede recrear el bloque original FEC (código auto corrector).
    • El receptor puede pedir que se retransmita el bloque ARQ(código de autochequeo)

La idea generalde estos bloques es:

1.Sustituir a los caracteres por un código binario (por ejemplo el código ASCII basa 2). él obtiene así una larga cadena de 0 y de 1.
2.Recortar esta cadena en bloques de longitud dada, por ejemplo 64 bites.
3.Calcular un bloque el “añadiendo” bit por bit a una clave.
4.Desplazar algunos bites del bloque.
5.Reiniciar eventualmente una serie de veces la operación 3. llama eso una ronda.
Matriz Generadora de la matriz

Dado que el código lineal podría ser considerado como un subespacio lineal de Códigos   (Y por lo tanto una palabra de código es un vector en este subespacio lineal), cualquier palabra en clave   puede ser representada como una combinación lineal de un conjunto de vectores de la base   de tal manera que , Donde   es el mensaje y   es la matriz generadora.

Por otra parte, para cualquier subespacio lineal   , Hay una dimensión n – nulo el espacio k   de tal manera que   . Los vectores de la base del espacio nulo   otra forma de matriz   de tal manera que   , Donde   se llama la matriz del cheque de paridad.

Procedimiento para realizar la decodificación de bloque en un bloque recibido de símbolos codificados previamente de columna en columna con un código de bloque lineal (N, K), y de fila en fila con un código de detección de errores.

Clases de códigos lineales

1.CODIGOS HAMMING: Un código Hamming (n, k) se caracteriza por una matriz H cuyas columnas son todas las posibles secuencias de n- k dígitos binarios excepto el vector 0. Los códigos Hamming son perfectos.

2.CODIGOS HAMMING EXTENDIDOS: Estos códigos se obtienen añadiendo un símbolo adicional que computa todos los anteriores n símbolos de la palabra código.

3.CODIGOS DUALES.: Dos códigos se dice que son duales cuando la matriz de comprobación de paridad H de uno es la matriz generadora del otro.

4.CODIGOS MAXIMAL-LENGTH.: Son los duales de los códigos HAMMING, por lo que la matriz de comprobación H de un código Hamming es la matriz generadora de uno maximal-length.

5.CODIGOS REED-MULLER: Son una familia de códigos que cubre un amplio rango de tasas y distancias mínimas. Para cualquier valor de m, y fijando un r < m, hay un código Reed-Muller con n=2^m,

CODIFICACION DEL CANAL

Publicado: 26 enero 2011 en Clase 8

La codificación del canal consiste en introducir redundancia, de forma que     sea posible reconstruir la secuencia de datos original de la forma más fiable posible.
Hay dos técnicas de corrección de errores:

—  Detección de errores o corrección hacia atrás o ARQ (Automatic Repeat Request): Cuando el receptor detecta un error solicita al emisor la repetición del bloque de datos transmitido. El emisor retransmitirá los datos tantas veces como sea necesario hasta que los datos se reciban sin errores.

— Corrección de errores o corrección hacia delante o FEC(Forward Error Correction): Se basa en el uso de códigos autocorrectores que permiten la corrección de errores en el receptor.

CODIGOS CICLICOS

Son uno de los tipos de códigos lineales mas fáciles de implementar. Un código lineal es llamado cíclico si cumple las siguientes propiedades:
1) Linealidad: La suma de 2 palabras códigos es otra palabra código
2) Desplazamiento cíclico: Cualquier desplazamiento cíclico de una palabra código es otra palabra código.

3) Las componentes de un vector de código C0, C1, C2,       … Cn-1, pueden ser tratadas como un polinomio.

CODIGOS DE REDUNDANCIA CICLICA

Son códigos cíclicos usados para detectar errores no para corregirlos. En este tipo de codificación se toma el mensaje m(x) y se modifica de acuerdo a un polinomio g(x); esto se logra 1) multiplicando o desplazando m(x) por el orden de g(x) 2) dividiendo m(x) desplazado entre g(x) 3) agregando el residuo de la división al final de m(x) para conformar el mensaje codificado. En el receptor se divide el mensaje codificado entre g(x); si no hay residuo es porque no hubo errores. La división puede efectuarse fácilmente con registros de desplazamiento y sumadores.

•Los códigos cíclicos también se llaman CRC (Códigos de Redundancia Cíclica) o códigos polinómicos. Su uso está muy extendido porque pueden implementarse en hardware con mucha facilidad.
Estos códigos se basan en el uso de un polinomio generador.
•Por ejemplo, los datos 10111 pueden tratarse como el polinomio x4 + x2 + x1 + x0
•A estos bits de datos se le añaden r bits de redundancia de forma que el polinomio resultante sea divisible por el polinomio generador, sin generar resto.
•El receptor verificará si el polinomio recibido es divisible por G(X). Si no lo es, habrá un error en la transmisión.

PDH

Publicado: 26 enero 2011 en Clase 8

Jerarquía Digital Plesiócrona

La Jerarquía Digital Plesiócrona, conocida como PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), es una tecnología usada en telecomunicación tradicionalmente para telefonía que permite enviar varios canales telefónicos sobre un mismo medio (ya sea cable coaxial, radio o microondas) usando técnicas de multiplexación por división de tiempo y equipos digitales de transmisión. También puede enviarse sobre fibra óptica, aunque no está diseñado para ello y a veces se suele usar en este caso SDH (Sinchronous Digital Hierarchy).

El término plesiócrono se deriva del griego plesio, cercano y chronos, tiempo, y se refiere al hecho de que las redes PDH funcionan en un estado donde las diferentes partes de la red están casi, pero no completamente sincronizadas. La tecnología PDH, por ello, permite la transmisión de flujos de datos que, nominalmente, están funcionando a la misma velocidad (bit rate), pero permitiendo una cierta variación alrededor de la velocidad nominal gracias a la forma en la que se construyen las tramas.
Un ejemplo clarifica el concepto:

Tenemos dos relojes que, nominalmente, funcionan a la misma velocidad, señalando 60 segundos cada minuto. Sin embargo, al no existir enlace alguno entre los dos relojes que garantice que ambos van exactamente a la misma velocidad, es muy probable que uno de ellos vaya ligeramente más rápido que el otro.

PDH se basa en canales de 64 kbps. En cada nivel de multiplexación se van aumentando el número de canales sobre el medio físico. Es por eso que las tramas de distintos niveles tienen estructuras y duraciones diferentes. Además de los canales de voz en cada trama viaja información de control que se añade en cada nivel de multiplexación, por lo que el número de canales transportados en niveles superiores es múltiplo del transportado en niveles inferiores, pero no ocurre lo mismo con el régimen binario.

Distintas jerarquías de transmisión

Existen tres jerarquías plesiócronas diferentes: Europea, Americana y Japonesa. La Europea se basa en una señal de 2 Mbit/s, mientras que la Americana y la Japonesa se basan en la de 1,5 Mbit/s.

Tabla de velocidades de la JDP

La velocidad básica de transferencia de información, o primer nivel jerárquico, es un flujo de datos de 2,048 kbps (generalmente conocido de forma abreviada por “2 megas”).

Para transmisiones de voz, se digitaliza la señal mediante MIC usando una frecuencia de muestreo de 8 kHz (una muestra por cada 125 μs) y cada muestra se codifica con 8 bits con lo que se obtiene un régimen binario de 64 kbps (abreviado como “64K”). Agrupando 30 canales de voz más otros 2 canales de 64 kbps, utilizados para señalización y sincronización, formamos un flujo PDH E1. De forma alternativa es posible también utilizar el flujo completo de 2 megas para usos no vocales, tales como la transmisión de datos.

La velocidad del flujo de datos 2 megas es controlada por un reloj en el equipo que la genera. A esta velocidad se le permite una variación, alrededor de la velocidad exacta de 2,048 Mbps, de ±50 ppm (partes por millón). Esto significa que dos flujos diferentes de 2 megas pueden estar (y probablemente lo están) funcionando a velocidades ligeramente diferentes uno de otro.

Al fin de poder transportar múltiples flujos de 2 megas de un lugar a otro, estos son combinados, o multiplexados en grupos de cuatro en un equipo multiplexor. La multiplexación se lleva a cabo tomando un bit del flujo 1, seguido por un bit del flujo 2, luego otro del 3 y finalmente otro del 4. El multiplexor además añade bits adicionales a fin de permitir al demultiplexor del extremo distante decodificar qué bits pertenecen a cada flujo de 2 megas y así reconstituir los flujos originales. Estos bit adicionales son, por un lado, los denominados bits de justificación o de relleno y por otro una combinación fija de unos y ceros que es la denominada palabra de alineamiento de trama que se transmite cada vez que se completa el proceso de transmisión de los 30+2 canales de los 4 flujos de 2 megas, que es lo que constituye una trama del orden superior (8 megas).

La necesidad de los bits de relleno o justificación es que como cada uno de los flujos de 2 megas no está funcionando necesariamente a la misma velocidad que los demás, es necesario hacer algunas compensaciones. Para ello el multiplexor asume que los cuatro flujos están trabajando a la máxima velocidad permitida, lo que conlleva que, a menos que realmente esté sucediendo esto, en algún momento el multiplexor buscará el próximo bit, pero este no llegará, por ser la velocidad del flujo inferior a la máxima. En este caso el multiplexor señalizará (mediante los bits de justificación) al demultiplexor que falta un bit. Esto permite al demultiplexor reconstruir correctamente los flujos originales de los cuatro 2 megas y a sus velocidades plesiócronas correctas.

La velocidad del flujo resultante del proceso antes descrito es de 8,448 Mbps (8 megas) que corresponde al segundo nivel jerárquico.

Por procedimientos similares se llega a los niveles tercero, constituido por 4 flujos de 8 megas y una velocidad de 34,368 Mbps (34 megas) y cuarto, formado por 4 flujos de 34 megas y una velocidad de 139,264 Mbps (140 megas).

De la misma forma, mediante la multiplexación de 4 flujos de 140 megas, se forma un flujo de 565 Mbit/s, pero su estructura y proceso de multiplexación, al contrario de lo que sucede con los cuatro niveles precedentes, no han sido normalizados por los organismos de normalización especializados UIT y CEPT, por lo que los flujos generados por los equipos de un fabricante pueden ser, y de hecho lo son, incompatibles con los de otro fabricante, lo que obliga a que el enlace completo de 565 Mbps esté constituido con terminales del mismo fabricante.

La velocidad de 565 Mbps es la típica de los sistemas de transmisión por fibra óptica, aunque en el pasado se ha utilizado, aunque con escaso éxito por sus estrictos requerimientos, sobre cables coaxiales.

Los equipos PDH están siendo actualmente reemplazados por equipos de tecnología SDH en la mayoría de las redes de telecomunicación debido a las mayores capacidades de transmisión de estos y a sus mejores condiciones para la operación y mantenimiento centralizado.

Equipos Múltiplex PDH de la Jerarquía de Transmisión Europea

Modelos:

  • Equipo Múltiplex digital plesiócrono de 2/8 Mbit/s: Equipo que en transmisión combina 4 señales tributarias a 2,048 Mbit/s, de forma que a la salida se obtiene una señal múltiplex de 8,448 Mbit/s. En recepción lleva a cabo la función complementaria.
  • Equipo Múltiplex digital plesiócrono de 8/34 Mbit/s: Equipo que en transmisión combina 4 tributarios de 8,448 Mbit/s, de forma que a la salida se obtiene una señal múltiplex de 34,368 Mbit/s. En recepción lleva a cabo la función complementaria.
  • Equipo Múltiplex digital plesiócrono de 34/140 Mbit/s: Equipo que en transmisión combina 4 tributarios de 34,368 Mbit/s, de forma que a la salida se obtiene una señal múltiplex de 139,264 Mbit/s. En recepción lleva a cabo la función complementaria.
  • Equipo Múltiplex digital plesiócrono de 140/565 Mbit/s: Equipo que en transmisión combina 4 tributarios de 139,264 Mbit/s, de forma que a la salida se obtiene una señal múltiplex de 564,992 Mbit/s. En recepción lleva a cabo la función complementaria. No está normalizado por la ITU-T. También se denomina múltiplex digital 4 x 140 Mbit/
  • Características:
  • Multiplexan 4 tributarios, N = 4.
  • El tipo de multiplexación de los tributarios es bit a bit.
  • Los bits de cada tributario no se presentan en la entrada en una posición fija (señales plesiócronas), ya que están controlados por relojes diferentes, que son a su vez distintos del reloj que controla la señal múltiplex, por lo que puede darse una superposición de bits al constituir la trama. Para resolver este problema se emplea la justificación positiva.

La ITU-T define en la G.701 que dos señales digitales que tengan la misma velocidad nominal V (bit/s), que mantengan sus desviaciones máximas respecto a esta cadencia dentro de límites especificados ±ΔV (bit/s) y que no provengan del mismo reloj son señales digitales plesiócronas.
Estructura de trama:

La trama de un equipo múltiplex digital plesiócrono estará formada por:

  • bits de alineación de trama para la sincronización de la parte receptora del equipo múltiplex JDP distante.
  • bit de alarma (A). Indicación de alarma a la parte receptora del múltiplex JDP distante, cuando A=1.
  • bits de servicio (S) de uso nacional.
  • bits de información (Ii) de cada tributario (i), multiplexados bit a bit.
  • bits de control de justificación (Ci1 …CiN ). Son de 3 a 5 bits por cada tributario i, que están situados en posiciones fijas de la trama. Para cada tributario, indica al receptor distante que sí hay / no hay justificación para ese tributario en esa trama.
  • bits de justificación (Ji). Es 1 bit por cada tributario i, que está situado en una posición fija de la trama. Para cada tributario, puede ser un bit de justificación (valor 1) o un bit de información (valor 0 ó 1), dependiendo del valor de los bits de control de ese tributario:
  • si Ci1….CiN = “11…1”, será un bit de justificación valor 1
  • si Ci1….CiN = “00…0”, será un bit de información valor 0 ò 1

Limitaciones de la PDH

El proceso de justificación por una parte, y por otra el hecho de que la temporización vaya ligada a cada nivel jerárquico, hacen que en la práctica sea imposible identificar una señal de orden inferior dentro de un flujo de orden superior sin demultiplexar completamente la señal de línea.

Uno de los mayores inconvenientes de la demultiplexación plesiócrona es que una vez formada la señal múltiplex, no es posible extraer un tributario concreto sin demultiplexar completamente la señal.

Supongamos por ejemplo que tenemos un flujo de 140 Mbit/s, y que en un punto intermedio deseamos extraer un canal a 2 Mbit/s; es necesario para ello recurrir a las voluminosas y rígidas cadenas de multiplexación, que de forma esquemática se representan en la siguiente figura:

Cadenas de multiplexaión

Las diferentes jerarquías plesiócronas existentes: Americana, Europea y Japonesa, hacen muy difícil el interfuncionamiento. La escasa normalización ha conducido a que los códigos de línea, la modulación o las funciones de supervisión, sean específicas de cada suministrador, de forma que equipos de diferentes fabricantes son incompatibles entre sí.

TRAMA DE 2048 Kb/s

La organización temporal de los canales digitales se realiza mediante la Multitrama MFR (MultiFrame) consistente en 16 Tramas FR (Frame) numeradas desde fila 0 a 15. Cada trama tiene 32 columnas o Intervalos de Tiempo TS (Time Slot), numerados de 0 a 31. Cada intervalo de tiempo lleva un Octeto o Byte de un canal de 64 kb/s. Los tiempos la trama tienen una duración de 125 μseg, correspondiente al período de muestreo de una señal telefónica (8 kHz). Cada uno de los 32 intervalos de tiempo dura entonces 3,9 μseg y cada bit tiene una duración de 488 nseg. Una multitrama ocupa un tiempo de 2 mseg.

 

Modulacion por Pulsos

Publicado: 26 enero 2011 en Clase 8
En la modulación de pulsos, lo que se varía es alguno de los parámetros de un tren de pulsos uniformes, bien sea su amplitud, duración o posición.
En este tipo de  modulación se distinguen dos clases:
  • Modulación analógica de pulsos, donde la información se transmite básicamente en forma analógica, pero la transmisión tiene lugar a intervalos discretos de tiempo. En la modulación analógica de pulsos, la señal no necesariamente es de dos niveles, sino que el nivel de la señal puede tener cualquier valor real, si bien la señal es discreta, en el sentido de que se presenta a intervalos definidos de tiempo, con amplitudes, frecuencias, o anchos de pulso variables
  • Modulación digital de pulsos, en que la señal de información es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo la transmisión digital como una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo de transmisión no tiene contraparte en los sistemas de onda continua. En la modulación digital, la señal de información es un flujo binario compuesto por señales binarias, es decir cuyos niveles de voltaje sólo son dos y corresponden a ceros y unos.

La modulación por pulsos incluye muchos métodos distintos para convertir la información a forma de pulso, para luego transferir éste de una fuente a un destino. Los cuatro métodos mas importantes son: PWM (modulación por ancho de pulso), PPM (modulación por posición de pulso, PAM (modulación por amplitud de pulso), y PCM (modulación por pulsos codificados).

TEOREMA DE MUESTREO

Mediante el muestreo, una señal analógica continua en el tiempo, se convierte en una secuencia de muestras discretas de la señal, a intervalos regulares.
El teorema de muestreo establece que: Una señal continua, de energía finita y limitada en banda, sin componentes espectrales por encima de una frecuencia fmax, queda descrita completamente especificando los valores de la señal a intervalos de ½ fmax segundos.
La señal así muestreada puede recuperarse mediante un filtro pasabajo. La frecuencia 2fmax se designa como frecuencia de Nyquist. Si una señal x(t), limitada en banda, es decir, que no tiene componentes espectrales por encima de una cierta frecuencia fmax se multiplica por un tren de impulsos con intervalo constante T, dado por:
PAM MODULACIÓN POR AMPLITUD DE PULSOS
Las amplitudes de pulsos espaciados regularmente se varían en proporción a los valores de muestreo correspondiente de una señal de mensaje continua. Los pulsos pueden ser de la forma rectangular o de alguna otra forma apropiada; esta modulación es un poco similar al muestreo natural, donde la señal mensaje se multiplica por un tren periódico de pulsos rectangulares; sin embargo, en el muestreo natural la parte superior de cada pulso rectangular modulado varia con la señal del mensaje, en tanto que en la señal PAM esa parte se mantiene plana.
Este tipo de modulación es la consecuencia inmediata del muestreo de una señal analógica. Si una señal analógica, por ejemplo de voz, se muestrea a intervalos regulares, en lugar de tener una serie de valores continuos, se tendrán valores discretos a intervalos específicos, determinados por la, que debe ser como mínimo del doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada.
 

En la figura anterior, una señal analógica, se multiplica (por ejemplo mediante un mezclador) por un tren de pulsos de amplitud constante y se tiene como resultado un tren de pulsos modulado en amplitud. La envolvente de este tren de pulsos modulados se corresponde con la señal analógica. Para recuperar ésta, basta con un filtro pasabajo sobre el tren de pulsos.
La mayor parte de los sistemas de modulación de pulsos requieren sincronización del receptor y del transmisor. Se suele mantener sincronismo a nivel de trama. Este método requiere transmitir información añadida, además de los pulsos de información, que sirva como marcas temporales dentro de cada trama de forma que ciertas puertas en la estructura del receptor se puedan abrir y cerrar en los instantes apropiados del tiempo.
En algunos casos la marca temporal se fija transmitiendo un marcador por trama, mientras que en otros casos se fija eliminando un pulso en su intervalo correspondiente.
En el caso de transmitir marcadores, estos deberán ser tales que se puedan distinguir de los pulsos de información. En un sistema PAM, un marcador se identifica haciendo la amplitud del pulso mayor que todos los posibles valores de los pulsos de información.
PDM
En un sistema de modulación de pulsos, se puede incrementar el ancho de banda gastado por los pulsos para obtener una mejora en su funcionamiento con ruido representando cada muestra de la señal mediante alguna propiedad del pulso distinta de su amplitud.
En la modulación por duración del pulso o PDM, las muestras de la señal moduladora m(t) se utilizan para modificar la duración de los pulsos individuales. La señal moduladora m(t) modifica el instante de tiempo del flanco de subida, del flanco de bajada o de ambos.
PPM
En PDM los pulsos largos gastan una cantidad considerable de potencia durante el pulso mientras que no añaden información adicional. Si dicha potencia adicional se elimina de la señal PDM y se conserva únicamente los instantes de las transiciones, se obtiene un tipo ms eficiente de modulación de pulsos denominado modulación por posición de pulsos o PPM.
PCM (Modulación por pulsos codificados)
En los sistemas PAM, PDM y PPM solo se expresa el tiempo de forma discreta, mientras que los parámetros de modulación: amplitud, duración y posición varían de acuerdo con el mensaje. En estos sistemas, la transmisión de la información es analógica en instantes discretos. Por otro lado, en PCM (Pulse Code Modulation), la señal es muestreada y cada muestra se redondea al más cercano de un conjunto finito de posibles valores. Así tanto la amplitud como el tiempo son discretos. De esta forma la información se puede transmitir con impulsos codificados.

MUESTREO

Muestreo es el proceso mediante el cual se transforma una señal analágica en una serie de impulsos de distinta amplitud, llamadas muestras.

De acuerdo con la teória de la información, si queremos una enviar una señal de frecuencia f de un punto a otro, no es necesario transmitir la señal completa. Es suficiente transmitir muestras (trozos) de la señal tomadas, por lo menos, a una velocidad doble (2f) de la frecuencia de la señal. Esto es lo que se conoce con el nombre de teorema del muestreo.

Así, por ejemplo, para transmitir una frecuencia de 4 kHz, es suficiente con tomar muestras a una velocidad de 8 kHz, o más elevada.

En estas condiciones, en el terminal distante se puede reconstruir, con suficiente aproximación, la señal original a partir de las muestras.

El principio del muestreo se ilustra graficamente en la fig. 4.

FIG. 4 MUESTREO

La rapidez, o frecuencia, con que se toman las muestras, se llama frecuencia de muestreo (fm).

En el caso considerado en la fig.4, la frecuencia de muestreo es fm = 7f.

CUANTIFICACION

Las muestras obtenidas a partir de la señal original no se envían directamente a la línea, como podría pensarse en principio a la vista de la fig. 4, ya que poseen muy poca inmunidad al ruido.

Estas muestras tienen un rango de amplitudes que varia de forma contínua. Como no podemos pensar en transmitir las infinitas amplitudes distintas que se pueden presentar, lo que se hace es dividir este rango contínuo de amplitudes, en un número limitado de intervalos, llamados intervalos de cuantificación, de forma que a todas las muestras cuya amplitud cae dentro de un mismo intervalo, se le asigna el mismo valor.

Este proceso se conoce con el nombre de cuantificación y se ilustra en la fig.5.

FIG. 5

En la cuantificación se introduce un error en la amplitud de las muestras ya que se sustituye su amplitud real por una aproximada. A este error se le llama error de cuantificación.

CODIFICACION

Una vez cuantificadas las muestras, se codifican según un código determinado. El código utilizado en los sistemas MIC es el código binario simétrico. Mediante este código se representa la amplitud de cada muestra cuantificada mediante un número binario, en el que el primer bitio indica el signo de la muestra. Si la muestra es positiva, el primer bitio es un “1” y si la muestra es negativa, el primer bitio es un “0”. El resto de los bitios binarios nos dan el valor absoluto de la amplitud de la muestra.

Logicamente, cuando la señal númerica llega al terminal distante, ha de ser sometida a los procesos inversos a los efectuados en el lado emisor. Estos procesos son: decodificación, reconstrucción de las muestras y obtención de la señal analógica a partir de estas últimas.

La señal viene siendo la información deseada en una transmisión, y el ruido viene siendo como la información no-deseada. Generalmente las señales no deseadas son clasificadas como ruido. De aquí en adelante vamos a emplear el termino ruido para señales no deseadas de fuentes naturales, y el termino interferencia para señales no deseadas de fuentes hechas por el hombre. (aunque existe interferencia también por fuentes naturales).

Los receptores de FM tienen menor ruido que los receptores de AM. La razón es que existe mayor ruido e interferencia en la señal portadora modulada en amplitud, y los sistemas FM están diseñados para eliminar las señales no deseadas de la portadora en amplitud modulada.

Las señales pueden ser tanto de fuentes internas como externas. Las fuentes internas usualmente están presentes de un modo u otro existan señal o no, y no cambian abruptamente al menos que suceda algo extraño dentro del equipo o en las interconexiones. Las fuentes externas tienen dos formas para ser introducidas dentro del sistema. Una es a través de la antena y la otra es a través de la potencia de entrada. Las señales no deseadas pueden estar o presentes todas las veces. Estas pueden ocurrir momentáneamente, intermitentemente o periódicamente. Es importante cuando se trata de eliminar las señales no deseadas para conocer si están entrando al sistema de fuentes externas o si están presentes sin cualquier entrada externa

FUENTES DE RUIDO
Ruido térmico (Thermal Noise)
Todos los objetos cuya temperatura esta por encima del cero absoluto (0 grados Kelvin) generan ruido eléctrico en forma aleatoria debido a la vibración de las moléculas dentro del objeto. Este ruido es llamado ruido térmico. La potencia de ruido generada depende solo de la temperatura del objeto, y no de su composición. Ya que esta es una propiedad fundamental, el ruido frecuentemente definido por su temperatura equivalente de ruido. La temperatura de ruido puede darse tanto en grados Kelvin como en decibeles. A continuación se presenta una formula para convertir grados Kelvin a dB.
T (dB)= 10*log10(1+K/120)
donde T es la temperatura equivalente de ruido en dB
K es la temperatura en grados Kelvin
La temperatura de el aire alrededor de nosotros es aproximadamente 300 K (27C ), y la temperatura del sol es muy alta (alrededor de 5,700 K). Es posible construir un amplificador cuya temperatura equivalente de ruido este por debajo de su actual temperatura, y para así agregar el menor ruido posible al receptor.
Ruido Atmosférico (Atmospheric Noise)
Existe un ruido que es interceptado por la antena llamado ruido atmosférico. El ruido atmosférico es muy alto para bajas frecuencias, y decrece cuando se incrementa la frecuencia. Esta presente en toda la banda de radiodifusión AM y este no puede ser eliminado con el amplificador y el diseño de la antena. El ruido atmosférico decrece bastante en frecuencias de TV y FM.
FUENTES DE INTEFERENCIA
La interferencia básicamente es hecha por el hombre excepto por condiciones atmosféricas y del clima. La mas notable son las descargas eléctricas (rayos). A continuación se mencionan algunos ejemplos de fuentes de interferencia:
  • Sistema de encendido de vehículos,
  • Motores eléctricos, líneas de alta tensión,
  • luces de neón y fluorescentes
  • Computadoras,
  • Otros tipos de transmisión, tales como la radio amateur, CB (Banda Civil), radio de la policía y otros servicios públicos, inclusive otras estaciones de FM o TV.
Generalmente las fuentes que radian señales periódicas e intermitentes son llamadas fuentes de impulso. Algunos ejemplos son: interruptores eléctricos, luces de neón destellando, encendido de automóvil, rayos, etc. Los impulsos son de corta duración (microsegundos) y frecuentemente tienen amplitudes mas grandes que la señal que esta siendo recibida. La interferencia puede ser radiada como interferencia electromagnética (EMI), o conducida sobre las líneas eléctricas, en el caso del equipo con alimentación de Corriente alterna (AC).

Ruido blanco

Ejemplo de la forma de onda de un ruido blanco.

Densidad espectral de potencia (PSD) del ruido blanco estimada con el método de Welch. Eje de las ordenadas (y): potencia/frecuencia (dB/Hz); eje de las abscisas (x): frecuencia (KHz).

El ruido blanco es una señal aleatoria (proceso estocástico) que se caracteriza por el hecho de que sus valores de señal en dos tiempos diferentes no guardan correlación estadística. Como consecuencia de ello, su densidad espectral de potencia (PSD, siglas en inglés de power spectral density) es una constante, es decir, su gráfica es plana. Esto significa que la señal contiene todas las frecuencias y todas ellas muestran la misma potencia. Igual fenómeno ocurre con la luz blanca, de allí la denominación.

Referencia:
http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_blanco

Ruido

Publicado: 25 enero 2011 en Clase 7

Se denomina ruido  a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que queremos transmitir. Es el resultado de diversos tipos de perturbación que tiende a enmascarar la información cuando se presenta en la banda de frecuencias del espectro de la señal, es decir, dentro de su ancho de banda.

El ruido se debe a múltiples causas: a los componentes electrónicos (amplificadores), al ruido térmico de las resistencias, a las interferencias de señales externas, etc. Es imposible eliminar totalmente el ruido, ya que los componentes electrónicos no son perfectos. Sin embargo, es posible limitar su valor de manera que la calidad de la comunicación resulte aceptable.

Para medir la influencia del ruido sobre la señal se utiliza la relación señal/ruido, que generalmente se maneja en decibelios(dB). Como potencia de la señal se adopta generalmente la potencia de un tono de pruebas que se inyecta en el canal. La potencia del ruido suele medirse a la entrada del receptor, cuando por él no se emite dicho tono. Cuando se transmiten señales digitales por un canal, el efecto del ruido se pone de manifiesto en el número de errores que comete el receptor. Se deduce inmediatamente que dicho número es tanto mayor cuanto más grande sea la probabilidad de error.

La probabilidad de error depende del valor de la relación señal/ruido. Cuanto mayor sea esta relación, más destaca la señal sobre el ruido y, por tanto, menor es la probabilidad de error. Cuando el ruido se añade a una señal con distorsión, la probabilidad de error crece rápidamente.

La distorsión que produce el ruido en una determinada comunicación depende de su potencia, de su distribución espectral respecto al ancho de banda de la señal, y de la propia naturaleza de la señal y de la información que transporta. El ruido afecta de diferente manera a la información que transportan las señales analógicas que a la codificada mediante señales digitales. Esta es la causa por la que se ha establecido una tipificación básica de los canales: los canales analógicos (con amplificación) y los canales digitales (con regeneración). El  ruido blanco está formado por todas las frecuencias audibles, igual que la luz blanca está formada por todas las frecuencias visibles.

Ruido en los canales telefónicos

Diafonía o cruce aparente: es ocasionada por las interferencias que producen otros pares de hilos telefónicos próximos (conocida como cruce de líneas o crosstalk). Es un fenómeno mediante el cual una señal que transita por un circuito se induce en otro que discurre paralelo, perturbándolo. Si las señales inducidas se pueden entender, se denomina diafonía inteligible. Este es un fenómeno muy perjudicial ya que afecta al secreto de las telecomunicaciones. La diafonía próxima se denomina paradifonía y la que se observa en el extremo remoto telediafonía.

Eco: Es una señal de las mismas características que la original, pero atenuada y retardada respecto a ella. El efecto nocivo del eco afecta tanto a las conversaciones telefónicas como a las transmisión de datos y es mayor cuanto menos “atenuada” y más “retardada” llega la señal del eco. El eco puede ser del que habla y del que escucha, según el modo de afectar a los interlocutores. El eco del que escucha es el que más perjudica a las comunicaciones de datos. Para que las señales del eco reflejadas se reciban con un retardo “apreciable” han de recorrer grandes distancias, por ejemplo, en las comunicaciones intercontinentales o vía satélite. Una solución que se implantó en los circuitos telefónicos para evitar el eco en estos casos consistió en instalar un elemento denominado “supresor de eco”, que era un dispositivo que impedía la transmisión simultánea en ambos sentidos. Evidentemente, era necesario inhibir estos dispositivos cuando se establecían por canales telefónicos circuitos de datos en modo dúplex mediante módem. Los propios módem inhibían a los supresores de eco emitiendo un tono especial.

Tipos de ruido

Ruido de disparo

El ruido de disparo es un ruido electromagnético no correlacionado, también llamado ruido de transistor, producido por la llegada aleatoria de componentes portadores (electrones y huecos) en el elemento de salida de un dispositivo, como ser un diodo, un transistor (de efecto de campo o bipolar) o un tubo de vacío. El ruido de disparo está yuxtapuesto a cualquier ruido presente, y se puede demostrar que es aditivo respecto al ruido térmico y a él mismo.

Ruido de Johnson-Nyquist

También conocido como ruido termal es el ruido generado por el equilibrio de las fluctuaciones de la corriente eléctrica dentro de un conductor eléctrico, el cual tiene lugar bajo cualquier voltaje, debido al movimiento térmico aleatorio de los electrones.

Ruido de parpadeo

Es una señal o proceso con una frecuencia de espectro que cae constantemente a altas frecuencias con un espectro rosa.

Ruido a ráfagas

Éste ruido consiste en una sucesiones de escalones en transiciones entre dos o más niveles (no Gaussianos), tan altos como varios cientos de milivoltios, en tiempos aleatorios e impredecibles.

El ruido de tránsito

Está producido por la agitación a la que se encuentra sometida la corriente de electrones desde que entra hasta que sale del dispositivo, lo que produce una variación aleatoria irregular de la energía con respuesta plana.
El ruido de intermodulación

Es la energía generada por las sumas y las diferencias creadas por la amplificación de dos o más frecuencias en un amplificador no lineal.

Medida

Es medido en vatios de potencia. Como el ruido es un proceso aleatorio, puede ser caracterizado por variables como varianza, distribución y destino espectral. La distribución espectral del ruido puede variar por la frecuencia, y su densidad de potencial es medida en vatios por herzio \left( \frac{W}{Hz}\right). Como la potencia de un elemento resistivo es proporcional a la raíz cuadrada del voltaje alrededor del elemento, la densidad de voltaje del ruido podría escribirse como \left( \frac{V}{\sqrt{Hz}}\right). Interferencia de una cosa a otra.

Factor del ruido

La magnitud del ruido generado por un dispositivo electrónico, por ejemplo un amplificador, se puede expresar mediante el denomnador factor del ruido (F), que es el resultado de dividir la relación señal/ruido en la entrada (S/R)ent por la relación señal/ruido en la salida (S/R)sal, cuando los valores del señal y el ruido se expresan en número simples:

 F=\frac{(S/R)ent}{(S/R)sal}

Por otro lado, con los valores de relación señal/ruido suelen expresarse en forma logarítimica, normalment en decibelios, el factor del ruido en decibelios será, por lo tanto, la diferencia entre las relaciones S/R en la entrada i en la salida del elemento bajo esta prueba:

10\cdot \log F= 10 \log {(S/R)ent}- 10 \log{(S/R)sal}

El factor del ruido se expresa en decibelios

El factor del ruido es un parámetro importante en los sistemas de transmisión, ya que mientras el ruido externo nunca se podrá eliminar totalmente, la reducción del ruido generado por los equipos dependen de su diseño.

Una de las formas más usuales de medir los niveles de ruido, es comparándolos con los niveles de la señal. De este modo, nos independizamos de sus valores absolutos para ponerlo en comparación con la señal.

Referencias:

http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_%28comunicaci%C3%B3n%29

LNA

Publicado: 25 enero 2011 en 24 de Enero de 2010

El LNA (Low Noise Amplifier) es el primer eslabón de la cadena del receptor. En el caso de un transceptor (transmisor-receptor) que use FDD (frequency-division duplexing) como el que se muestra en la figura  el LNA viene detrás del duplexor. El duplexor es un filtro pasivo, generalmente construido con componentes discretos, que evita que la salida del emisor vaya al propio receptor. La atenuación típica que introduce en la señal que llega al receptor procedente de la antena es de 2 dB. Ejemplo típico de estándar que emplea FDD es el GSM para telefonía móvil.

Como el LNA es el primer eslabón del receptor determina las características de ruido del conjunto (Ley de Friis). Su principal función es amplificar la señal recibida antes de que las etapas sucesivas añadan ruido, con la premisa de que el ruido añadido por el propio LNA será muy pequeño. Por lo tanto debe tener ganancia en potencia elevada y figura de ruido baja. Naturalmente debe tener un ancho de banda adecuado a la banda de RF en que debe operar.
Sus impedancias de entrada y salida deben estar adaptadas a la antena y a la siguiente etapa, respectivamente. A menudo se toma Rin = Rout = 50 Ω. Además conviene que tenga suficiente linealidad y que el punto de intersección de intermodulación del tercer armónico (PII3) sea lo mayor posible, para tener mayor margen dinámico de entrada. Y también debe tener el mínimo consumo de potencia posible, característica ésta que cada vez adquiere más importancia debido a la proliferación de equipos móviles.

Referencia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Low-noise_amplifier

Sensitividad. La sensitividad o sensibilidad de un receptor es el nivel mínimo de señal de RF
que puede detectarse en la entrada del receptor y todavía producir una señal de información demodulada
utilizable. Es algo arbitrario, lo que constituye una señal de información utilizable. Generalmente,
la relación de señal a ruido y la potencia de la señal en la salida de la sección de audio se utilizan
para determinar la calidad de una señal recibida y si se puede utilizar o no. Para receptores de la banda
de radiodifusión en AM comerciales, una relación de señal a ruido de 10 dB o mayor con 1/2 W de
potencia (27 dBm) a la salida de la sección de audio se considera que se puede utilizar. Sin embargo,
para receptores de microondas de banda ancha, una relación de señal a ruido de 40 dB o mayor con
aproximadamente 5mW de potencia (7 dBm) de la señal es el valor mínimo aceptable. La sensitividad
de un receptor generalmente se indica en microvoltios de señal recibida. Por ejemplo, una sensitividad
típica para un receptor comercial de radiodifusión en banda AM es de 50 uV, y un receptor de radio
móvil de dos vías generalmente tiene una sensitividad que está entre 0.1 y 10 uV. La sensitividad del
receptor se llama umbral del receptor. La sensitividad de un receptor de AM depende de la potencia
de ruido presente en la entrada del receptor, la figura de ruido del receptor (una indicación del ruido
generado en la parte frontal del receptor), la sensitividad del detector de AM, y el factor de mejora del
ancho de banda del receptor. La mejor forma de mejorar la sensitividad de un receptor es reducir el
nivel de ruido. Esto se puede lograr reduciendo la temperatura, el ancho de banda del receptor, o mejorando
la figura de ruido del receptor.

Selectividad. La selectividad es la medida de la habilidad de un receptor, para aceptar una
banda de frecuencias determinada y rechazar las otras. Por ejemplo, en la banda comercial de radiodifusión
de AM, a cada transmisor de la estación se le asigna un ancho de banda de 10 kHz (la portadora 5
kHz) Por lo tanto, para que un receptor seleccione solamente aquellas frecuencias asociadas a un solo canal,
la entrada al demodulador tiene que estar limitada en banda deseada con filtros pasa-banda de 10
kHz. Si el pasa-banda del receptor es mayor que 10 kHz, se puede recibir más de un canal y demodular
simultáneamente. Si el pasa-bandas del receptor es menor que 10 kHz, una porción de la información de
la fuente, para ese canal, se rechaza o se bloquea desde la entrada al demodulador y, por consecuencia, se
pierde.
La selectividad se define como la medida de la extensión que un receptor es capaz de diferenciar
entre las señales de información deseada y las perturbaciones o señales de información en otras frecuencias.
Puede expresarse cuantitativamente como el ancho de banda y la relación del ancho de banda
del receptor en algún factor de atenuación predeterminado (comúnmente -60 dB) al ancho de banda en
los puntos de -3 dB (media potencia) Esta relación frecuentemente se llama el factor de figura (SF) y se
determina por el número de polos y los factores Q de los filtros de entrada del receptor. El factor de
figura define la forma de la ganancia contra el trazo de frecuencia para un filtro y se expresa matemáticamente
como

Para una filtración perfecta, el factor de atenuación es infinito y el ancho de banda en las frecuencias
de -3 dB es igual al ancho de banda en las frecuencias de -60 dB. Por lo tanto, el factor de figura

es unitario. La selectividad frecuentemente se da en porcentajes y se expresa matemáticamente
como

%Selectividad = SF x 100

Referencias:
http://www.slideshare.net/aljimene/moduladores-y-demoduladores-am-presentation
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Sensitivity_%28radio_receiver%29

Frecuencia Imagen

Publicado: 25 enero 2011 en 24 de Enero de 2010

En una recepción de radio utilizando un receptor superheterodino, la frecuencia imagen es una frecuencia de entrada no deseada que es capaz de producir la misma frecuencia intermedia (IF) que la que produce la señal de entrada deseada. Es una causa potencial de interferencias y por tanto crea problemas a la hora de obtener una recepción adecuada.

En un receptor heterodino, un mezclador alimentado mediante un oscilador local cuya frecuencia f_{o}\! sintonizable convierte la frecuencia de entrada deseada f_{s}\! a una IF prefijada f_{i}\! la cual pasa a través de filtros selectivos en frecuencia, amplificadores y detección. La salida de un mezclador simple contiene la suma y la diferencia de las dos frecuencias de entrada. Posteriormente ambas frecuencias f_{o}\pm f_{s} se convierten a la frecuencia f_{i}\!. Normalmente sólo se desea recibir una de las dos. La frecuencia no deseada se llama “imagen” de la deseada, o bien la “frecuencia espejo”, debido a la simetría entre ambas frecuencias detectables respecto a f_{o}\!. La sensibilidad a la frecuencia imagen puede ser minimizada o bien mediante un filtro sintonizable que preceda al mezclador, o bien mediante un circuito mezclador mucho más complejo.

Elegir una alta IF permite el uso de un filtro simple para la primera opción. Los filtros IF fijos no contribuyen al rechazo de la imagen pero pueden ser diseñados para dejar pasar un rango determinado de frecuencias, llamado ancho de banda, que estará centrado en la frecuencia f_{s}\! del receptor.

Por ejemplo, si la señal deseada es 100.0 MHz, y la IF es 10.7 MHz, el oscilador local puede sintonizarse a 110.7 MHz, generando la señal suma (210.7 MHz) y la resta (10.7 MHz). Sin embargo, una señal de entrada que esté a 121.4 MHz generará también una señal suma (232.1 MHz) y una señal diferencia (10.7 MHz). Ésta última señal será seleccionada y amplificada por las etapas IF del receptor de radio. La señal a 121.4 MHz se denomina “imagen” de la señal deseada a 100.0 MHz.
En resúmen: f_{imagen}=|f_{s}-2f_{o}|\!

Referencia:
http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_imagen