INTRODUCCIÒN

Estas técnicas de modulación permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información en forma simultánea, protegiéndola de posibles interferencias y ruidos.

Existen varias razones para modular, entre ellas:

    * facilita la propagación de la señal de información por cable o por el aire.

    * ordena el radioespectro, distribuyendo canales a cada información distinta.

    * disminuye dimensiones de antenas.

    * optimiza el ancho de banda de cada canal

    * evita interferencia entre canales.

    * protege a la información de las degradaciones por ruido.

    * define la calidad de la información trasmitida.

CODIFICACIÓN DIGITAL

Consiste en asignar un pulso a un grupo de uno o más bits de datos. Transmisión en banda base (“baseband”).

Codificar

 Dato -> Señal

Decodificar

Señal -> Dato

Lo Fundamental

Debe existir una regla que defina la asignación dato -> señal. Tiene que ser no ambigua para que el receptor pueda determinar señal -> dato.

La forma de la señal no es crítica. Lo importante es distinguir si la señal recibida está asociada  a un dato o a otro.

-La señal es un pulso. Hay que escoger el conjunto de pulsos más apropiados.

SNR: Razón de la señal al ruido.

CAPACIDAD TEÓRICA DE UN SISTEMA

Nos dice cuánta información sería posible  transmitir por un sistema bajo condiciones ideales. Su importancia es que permite determinar el margen de mejora posible en un sistema existente.

Capacidad del sistema y velocidad de transmisión

C = Capacidad de transmisión máxima que apoya un sistema (bits/seg). C es propiedad del sistema.

R = V_t = Velocidad de transmisión de los datos (“data rate”) (bits/seg). R es propiedad de la fuente de datos.

MODELOS TEORICOS

·         Capacidad según Shannon

Capacidad teórica de un canal de comunicación (propiedad del sistema).

C= B log ₂[1+SNR]

La capacidad (C): Es directamente proporcional al ancho de banda del sistema (B). Es logarítmicamente proporcional a la razón de señal a ruido a la entrada del sistema. El intercambio de C por SNR se torna ineficiente para valores altos de SNR.

·         Capacidad según Nyquist

Capacidad bajo la premisa de que no hay ruido.

C=2B log₂[M]

M = número de señales, claves, niveles, etc. diferentes utilizados para codificar los datos.

Ejemplo:

Si codifica con 2 bits por señal

      tiene M = 4

                               00 -> A

                               01 -> B

                               10 -> C

11      -> D

Nótese que la capacidad (C): Es directamente proporcional al ancho de banda (B).

Es logarítmicamente proporcional a la cantidad de señales diferentes.  El intercambio se torna ineficiente para valores altos de M.

Shannon y Nyquist

A primera vista luce como que es posible transmitir la cantidad de bits/seg que se nos antoje con solo aumentar M en la ecuación de Nyquist.

Todo en esta vida tiene un costo...La C de Nyquist es la misma C de Shannon.

Conclusión

Note que el margen de ruido tiene que ser más bajo a medida que aumenta el número de señales. De no hacer esto, le va a ser imposible determinar cuál es la señal correcta.

EFICIENCIA DE CODIFICACIÓN

Capacidad real de un canal

Shannon y Nyquist predicen la capacidad de un canal asumiendo condiciones ideales. La capacidad actual va a depender del método de modulación o codificación.

El caso crítico es cuando el canal solo suple lo mínimo que se necesita para transmitir la señal.

 Definiciones

-Razón de transmisión de datos (“Data rate”), razón a la cual se despachan los bits (bits/seg, bps).

-Razón de modulación o de baudio (“modulation rate, baud rate”), razón a la cual se producen las señales, Baudio (“baud”) = número de elementos de señal por segundo.

Ejemplo:

-Si codificar un bit cambia el pulso una vez.

1 bit ↔1 baud ↔ 1 bps

-Si codificar un bit cambia el pulso 2 veces.

1bit ↔ 2 bauds ↔ 0.5 bps

-Si la señal cada vez que cambia el pulso codifica dos bits.

1 bit ↔ 0.5 bauds ↔ 2 bps

La selección de la técnica de codificación determina cuál es la conversión de bits a baud.

El ancho de banda depende del pulso número de veces por segundo que cambia la señal y forma de onda del pulso.

ENERGÍA DE UNA SEÑAL

Relación entre energía por bit y R

La energía contenida por un pulso  es:

Si se codifica un bit por pulso:

               E_b = E_p

Para un pulso rectangular:

La energía del pulso rectangular es:

La potencia de la señal (S) es:

               S = RE_b

donde R es la razón de transmisión de datos (bits/segundo):

Como

SNR = S/N

N = N₀ B

B = 1/t = R

donde B es el ancho de banda ocupado por el pulso.

Entonces:

S = potencia recibida, depende de la potencia transmitida y de la pérdida en el paso

T = Temperatura efectiva, depende de la tecnología del equipo receptor. Es mayor que la temperatura ambiente.

R = razón de transmisión de datos, depende de los requerimientos de las entidades que se comunican.