Sistemas de comunicación.

Para ser transmitido un mensaje, se requiere de un sistema de comunicación que permita que la información sea transferida, a través del espacio y el tiempo, desde un punto llamado fuente hasta otro punto de destino, mediante un cable como en el caso de un teléfono o por ondas como en el caso de las radios.

Los mensajes pueden presentarse bajo diferentes formas: una secuencia de símbolos, intensidad de la luz y los colores de una imagen televisada, la presión acústica de la voz, etc.

Los sistemas de comunicación eléctrica brindan los medios para que la información, codificada en forma de señal, se transmita o intercambie.

Un sistema de comunicación consta de tres componentes esenciales: transmisor, canal de transmisión y el receptor.

El mensaje original, producido por la fuente, no es eléctrico. Debe ser convertido en señales eléctricas a través de un transductor de entrada. En el destino, otro transductor de salida cumple la función de transformar nuevamente la señal para que llegue al receptor del modo en el que fue emitido el mensaje.

Ø  Código en línea: Es una transmisión analógica se basa una señal continua de frecuencias constantes determinadas portadoras.

Ø  Los tres parámetros: amplitud, Frecuencias, fase.

Ø  Señal de entrada: se denomina señal moduladora o también  señal en  banda base.

Los cuatro posibles.

-          Datos digitales: en términos general el equipamiento para la codificación digital es menos complicado y menos costoso.

-          Datos analógicos: permite la utilización de técnicas más recientes.

-          Datos digitales: algunos medios de transmisión como por ejemplo, la fibra óptica, solo permiten las señales analógicas.

-          Datos analógicos: se pueden transmitir fácilmente un poco costoso.

Ø   

                        Medios para la comunicación

Pese a las diferentes vías en las que es posible la transmisión de la información, subyace el siguiente criterio: -ya sea que necesiten un soporte material, como un cable, para que la corriente eléctrica que conduce dicha información llegue al destino en el que será decodificada-, -o que no sea requerido un elemento material conductor-, es la electricidad la encargada de la tarea de trasladar un mensaje, en forma de señal. Las ondas electromagnéticas permiten la transmisión de mensajes o señales.

El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz, en 1887, demostró que laelectricidad puede transmitirse en forma de ondas electromagnéticas. Se basó en la teoría de James Maxwell quien afirmó que las oscilaciones eléctricas pueden propagarse por el espacio.

Se difunden en el espacio de modo similar al movimiento del agua en un estanque, tal como puede observarse al arrojar en él una piedra y se desplazan a trescientos mil kilómetros por segundo en el vacío. Pero cuando atraviesan materias de diferente densidad, su velocidad decrece en función de cuál sea la densidad de las mismas.

Tienen componentes eléctricos y magnéticos. Los campos eléctricos y magnéticos de estas ondas vibran en un plano que generalmente es horizontal o vertical. Ambos componentes son perpendiculares entre sí y su dirección de propagación es, también perpendicular a estos componentes.

El espectro de la energía

La unidad básica para medir la frecuencia de las ondas electromagnéticas o hertzianas es el hertzio o hercio o Hertz (Hz)

Una frecuencia de 1Hz significa que se produce una oscilación o ciclo en un segundo.

Las unidades de medida de las frecuencias de las ondas electromagnéticas, además del hertzio son:

• Kilohertzios (KHz): miles de ciclos por segundo: 1000 Hz.
• Megahertzios (MHz): millones de ciclos por segundo: 1000000Hz.
• Gigahertzios (GHz): miles de millones de ciclos por segundo: 1000000000Hz.

Las ondas electromagnéticas se caracterizan también por la longitud de la onda y por su velocidad.

Las longitudes de onda tienen unamplio espectro que abarca desde millonésimas de milímetro a varios kilómetros.

Los mensajes se transmiten a través de un canal. El ancho de banda del canal, determina el espectro de frecuencias, categorías y volumen de la información que el canal puede acomodar en un tiempo determinado. Al aumentar la frecuencia, aumenta la capacidad para contener la información, o sea que, para transmitir mucha información en poco tiempo, se requieren señales de banda ancha

TIPOS DE MODULACIÓN

Existen básicamente dos tipos de modulación: la modulación ANALÓGICA, que se realiza a partir de señales analógicas de información, por ejemplo la voz humana, audio y video en su forma eléctrica y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a partir de señales generadas por fuentes digitales, por ejemplo una computadora. • Modulación Analógica: AM, FM, PM • Modulación Digital: ASK, FSK, PSK, QAM

 MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM).

Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas. Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud. En otras palabras, la modulación de amplitud (AM) es un tipo de modulación lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir.

MODULACIÓN POR FRECUENCIA (FM).

Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas y es un tipo de modulación exponencial. En este caso la señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la señal portadora que variará es la frecuencia, y lo hace de acuerdo a como varíe la amplitud de la señal moduladora. En otras palabras, la modulación por frecuencia (FM) es el proceso de codificar información, la cual puede estar tanto en forma digital como analógica, en una onda portadora mediante la variación de su frecuencia instantánea de acuerdo con la señal de entrada.

Cuantificacion y ruido 

Ruido es la sensación auditiva inarticulada generalmente desagradable. En el medio ambiente, se define como todo lo molesto para el oído. Desde ese punto de vista, la más excelsa música puede ser calificada como ruido por aquella persona que en cierto momento no desee oírla.

Cuantificación es el proceso de convertir un objeto a un grupo de valores discretos, como por ejemplo un número entero. Dependiendo del campo de estudio, el término cuantificación puede tomar diferentes 

Se define como error de cuantificación o ruido de cuantificación a la señal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificación (uno de los procesos que intervienen en la conversión analógica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificación) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificación más próximos. Una vez cuantificadas las muestras podrán ser codificadas ya que siempre se podrá establecer una correspondencia biunívoca entre cada nivel de cuantificación y un número entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del único error que introduce el proceso.

 

ntroducción.

   La transmisión analógica se basa en una señal continua de frecuencia constante denominada portadora. La frecuencia de la portadora  se elige  para que sea compatible con las características del medio que se vaya a utilizar. Los datos se pueden transmitir modulando la señal portadora, donde por modulación se entiende el proceso de codificar los datos generados por la fuente, en la señal portadora de frecuencia f_c. Todas las técnicas de modulación  implican la modulación de uno o más de los tres parámetros fundamentales de la portadora:

• La amplitud
• La frecuencia
• La fase

   La señal de entrada (que puede ser tanto analógica como digital) se denomina señal moduladora o también señal en banda base s(t). Como se indica en la figura 1, s(t) es una señal limitada en banda (pasabanda). La localización del ancho de banda asignado está relacionado con fc, estando usualmente centrado en torno a ésta. De nuevo, el procedimiento de codificación se elegirá para optimizar algunas de las características de la transmisión.

   Las cuatro posibles combinaciones mostradas en la figura 1 se utilizan con frecuencia; si bien, las razones por las que se elige una u otra pueden ser de diversa índole, como las que se indican a continuación:

Datos digitales, señales digitales: en términos generales, el equipamiento para la codificación digital es menos complicado y menos costoso que el equipamiento necesario para transmitir datos digitales modulando señales analógicas.

Datos analógicos, señales digitales: la conversión de los datos analógicos en digitales permite la utilización de las técnicas mas recientes de equipos de conmutación para transmisión digital.

Datos digitales, señales analógicas: algunos medios de transmisión, como por ejemplo la fibra óptica y los medios no guiados, sólo permiten la propagación de señales analógicas.

Datos analógicos, señales analógicas: los datos analógicos de naturaleza eléctrica se pueden transmitir fácilmente y de una forma poco costosa en banda base. Esto por ejemplo es lo que se hace para la transmisión de voz en las líneas de calidad telefónica. 

• No retorno a cero (NRZ, “Nonreturn to Zero”)

   La forma más frecuente y fácil de transmitir señales digitales es mediante la utilización de un nivel diferente de tensión para cada uno de los bits. Los códigos que siguen esta estrategia comparten la propiedad de que el nivel de tensión se mantiene constante  durante la duración del bit; es decir, no hay transiciones (no hay retorno al nivel cero de tensión). Por ejemplo, la ausencia de tensión se puede usar para representar un 0 binario, mientras que un nivel constante y positivo de tensión puede representar al 1. Aunque es más frecuente usar un nivel negativo para representar un valor binario y una tensión positiva para representar al otro. Este último, mostrado en la figura 2, se denomina código Nivel no retorno a cero (NRZ-L “Nonreturn-to-Zero-Level”). NRZ-L se usa generalmente para generar o interpretar los datos binarios en los terminales y otros dispositivos. Si se utiliza un código diferente , éste se generará usualmente a partir de la señal NRZ-L

 

• No retorno a cero, invertido (NRZI, “Nonreturn to Zero, invert on ones”).

   Una variante de NRZ se denomina NRZI. Al igual que NRZ-L, el NRZI mantiene constante el nivel de tensión mientras dura un bit. Los datos se codifican mediante la presencia o ausencia de una transición de la señal al principio del intervalo de duración del bit. Un 1 se codifica mediante la transición (bajo a alto o alto a bajo) al principio del intervalo del bit, mientras que un cero se representa por la ausencia de transición.

  

   NRZI es un ejemplo de codificación diferencial.  En la codificación diferencial, en lugar de determinar el valor absoluto, la señal se decodifica comparando la polaridad de los elementos de señal adyacentes. Una ventaja de este esquema es que en presencia de ruido puede ser más seguro detectar una transición en lugar de comparar un valor con un umbral. Otra ventaja es que en un sistemas complicado de transmisión, no es difícil perder la polaridad de la señal. Por ejemplo, en una línea de par trenzado, si los cables se invierten accidentalmente, todos los 1 y 0 en el NRZ-L se invertirán. Esto no pasa en un esquema diferencial.

   La principal limitación de las señales NRZ es la presencia de una componente dc continua y la ausencia de capacidad de sincronización. Para ilustrar esta última desventaja, téngase en cuenta que una cadena larga de unos y ceros en un esquema NRZ-L o una cadena de ceros en el NRZI, se codificará como un nivel de tensión constante durante un largo intervalo de tiempo. En estas circunstancias, cualquier fluctuación entre las temporizaciones del transmisor y el receptor darán lugar a una pérdida de sincronización entre ambos.

   Debido  a su sencillez y a la respuesta en bajas frecuencias, los códigos NRZ se usan con frecuencia en las grabaciones magnéticas. No obstante, sus limitaciones hacen que estos códigos no sean atractivos para aplicaciones de transmisión de señales.

 

¿Qué es plagia?

• Obras científicas y literarias: tesis, artículos de revistas, etc.
• Composiciones musicales
• Obras cinematográficas y audiovisuales
• Proyectos, planos, maquetas de obras arquitectónicas o de ingeniería
• Programas de ordenador
• Bases de datos
• Páginas web y obras multimedia
• El plagio se puede atribuir tanto a un trabajo entero como a una sola frase que provenga de la obra de un autor y que no se haya citado

¿Qué no es plagio?

• Los trabajos o ideas originales

• El conocimiento común

• La recopilación de los resultados de una investigación original

¿Cómo se puede evitar el plagio?

• Citando siempre las fuentes utilizadas: se debe proporcionar la referencia bibliográfica completa de los fragmentos de obras ajenas de naturaleza escrita, sonora o audiovisual, así como de las obras aisladas de carácter plástico o fotográfico figurativo (imágenes) que se incorporen en cualquier trabajo. De esta manera, el lector puede localizar fácilmente el fragmento o la imagen original que se ha utilizado. Se tiene que citar tanto la bibliografía utilizada como las obras citadas en el trabajo.

• Parafraseando: utilizando las ideas de otra persona pero usando las propias palabras, es decir, comprendiendo la información de un trabajo original siendo capaces de expresar la idea mediante una forma de expresión propia. Los sinónimos, el tiempo verbal, la estructura de las frases, etc., pueden ser de gran utilidad. Tanto si se parafrasea como si se cita textualmente un autor, se debe incluir la referencia bibliográfica completa de la fuente original.

• Tomando notas: se debe anotar siempre la referencia de la fuente que se va a consultar, sea del tipo que sea: una grabación, una tesis doctoral, una imagen, datos estadísticos, gráficos, etc.

• Cerrando entre comillas (“) todo lo que provenga directamente del texto citado.
  

  ¿Con qué programas se puede detectar el plagio?

• Uno de los instrumentos que se utilizan para la detección del plagio son los programas informáticos creados con esta finalidad. 

• Algunos programas gratuítos que se pueden encontrar en la red son: 
  • Approbo: facilita una relación de documentos existentes en la red el contenido de los cuales es total o parcialmente igual al de un archivo concreto.
  • AntiPlagiarist 1.8: programa que detecta entre otros los formatos HTML, DOC, TXT i WPD, y que requiere el sistema operativo: Win95/98/98SE/Me/2000/NT/XP/2003.
  • Copyscape: ofrece una revisión de textos que se encuentran en la web.
  • DOC Cop: genera informes que muestran la correlación y coincidencias entre documentos o entre un documento y la web.
  • Dupli Checker: localiza textos que se puedan encontrar en páginas web, con la posibilidad de limitar la búsqueda a un motor concreto.
  • EssayRather: analiza si el contenido de un documento se encuentra en otros lugares web; también ofrece otros instrumentos para mejorar la redacción del mismo (en inglés).
  • EducaRed antiplagio: permite localizar documentos plagiados a partir del análisis de diferentes fuentes.
  • JPlag: encuentra similitudes entre conjuntos de ficheros de código fuente, lo que permite detectar el plagio de programas informáticos.
  • Moss (Measure of Software Similarity): determina la similitud de programas informáticos.
  • Plagium: busca un texto concreto en la red y facilita los documentos encontrados donde aparece un contenido exacto o similar.
  • The Plagiarism Checker: Programa diseñado por la University of Maryland at College Park (Department of Education) que facilita las direcciones web donde aparece un texto previamente introducido por el usuario.
  • Viper: proporciona un informe detallado con datos diversos como es el porcentage de una obra encontrado en otras fuentes o citaciones.
  • WCopyfind: una vez especificados los documentos que se desean contrastar, proporciona unos informes en formato html donde se muestran las frases coincidentes subrayadas

• Otros programas comerciales de detección de plagio son:
  •  CopyCatch
  • Glatt Plagiarism
  • EVE Plagiarism Detection System
  • iThenticate
  • Turnitin
  • Urkund

Sistemas de comunicacion

Si una señal contínua, S(t), tiene una banda de frecuencia tal que fm sea la mayor frecuencia comprendida dentro de dicha banda, dicha señal podrá recontruirse sin distorsión a partir de muestras de la señal tomadas a una frecuencia fs siendo fs > 2 fm. En la figura se muestra un esquema simplificado del proceso de muestreo.

El interruptor no es del tipo mecánico, puesto que por lo general fs es de bastante valor. Suelen emplearse transistores de efecto campo como interruptores, para cumplir los requerimientos que se le exigen entre los que se encuentran:

Una elevada resistencia de aislamiento cuando los interruptores (transistores)están desconectados.
Una baja resistencia si los interruptores están conectados o cerrados.
Una elevada velocidad de conmutación entre los dos estados de los interruptores.

En la siguiente figura se ofrece las formas de las tres señales principales:

S(t)      señal a muestrear d      señal muestreadora
S_d(t)       señal muestreada

Desde el punto de vista de la cuantificación de la señal muestreada, lo ideal sería que el tiempo en que el interruptor está cerrado, fuese prácticamente cero, ya que de otro modo, la señal muestreada puede variar en dicho tiempo y hacer imprecisa su cuantificación.
Debe tenerse en cuenta que para la reconstrucción de la señal original, a partir de la muestreada, se emplea un filtro de paso bajo, el cual deberá tener una función de transferencia como se indica en la figura siguiente:

Obsérvese que la respuesta del filtro, debe ser plana hasta una frecuencia, como mínimo, igual a fm, para caer posteriormente de forma brusca a cero, antes de que la frecuencia alcance el valor de fs-fm.
Mediante la aplicación del Teorema del Muestreo, se pueden transmitir varias señales, por un mismo canal de comunicación. Para ello se muestrea sucesivamente varias señales S₁, S₂, S₃,.... y las señales muestreadas se mandan por el canal de comunicación. A este sistema se le denomina "multiplexado en el tiempo"
Al otro extremo del canal habrá que separar las distintas señales muestreadas para hacerlas pasar después por el filtro paso bajo que las reconstruya

En la figura anterior el multiplexor y el demultiplexor se han representado mediante conmutadores rotativos sincronizados , los cuales, evidentemente no son adecuados, dada la gran frecuencia de giro fs, necesaria en este sistema. Para ello se emplean multiplexores y demultiplexores electrónicos.
En este sistema de transmisión de señales es imprescindible, el perfecto sincronismo entre los dos extremos del canal.

Cuantificación

La cuantificación es la conversión de una señal discreta en el tiempo evaluada de forma contínua a una señal discreta en el tiempo discrétamente evaluada. El valor de cada muestra de la señal se representa como un valor elegido de entre un conjunto finito de posibles valores. Se conoce como error de cuantificación (o ruido), a la diferencia entre la señal de entrada (sin cuantificar) y la señal de salida (ya cuantificada), interesa que el ruido sea lo más bajo posible. Para conseguir esto, se pueden usar distintas técnicas de cuantificación:

• Cuantificación uniforme
• Cuantificación logarítmica
• Cuantificación no uniforme
• Cuantificación vectorial

Cuantificación uniforme

En los cuantificadores uniformes (o lineales) la distancia entre los niveles de reconstrucción es siempre la misma, como se observa en la siguiente figura: No hacen ninguna suposición acerca de la naturaleza de la señal a cuantificar, de ahi que no proporcionen los mejores resultados. Sin embargo, tienen como ventaja que son los más fáciles y menos costosos de implementar. En la siguiente figura se ve un ejemplo de cuantificación uniforme:

Cuantificación logarítmica

Las señales de voz pueden tener un rango dinámico superior a los 60 dB, por lo que para conseguir una alta calidad de voz se deben usar un elevado número de niveles de reconstrucción. Sin embargo, interesa que la resolución del cuantificador sea mayor en las partes de la señal de menor amplitud que en las de mayor amplitud. Por tanto, en la cuantificación lineal se desperdician niveles de reconstrucción y, consecuentemente, ancho de banda. Esto se puede mejorar incrementando la distancia entre los niveles de reconstrucción conforme aumenta la amplitud de la señal. Un método sencillo para conseguir esto es haciendo pasar la señal por un compresor logarítmico antes de la cuantificación. Esta señal comprimida puede ser cuantificada uniformemente. A la salida del sistema, la señal pasa por un expansor, que realiza la función inversa al compresor. A esta técnica se le llama compresión. Su principal ventaja es que es muy fácil de implementar y funciona razonáblemente bien con señales distintas a la de la voz. Para llevar a cabo la compresión existen dos funciones muy utilizadas: Ley-A (utilizada principalmente en Europa) y ley-µ(utilizada en EEUU). Ley-A :

Ley-µ :


En la mayoría de los sistemas telefónicos, A se fija a 87.56 y µ a 255. La siguiente figura muestra la gráfica de la ley-µ para distintos valores de µ:

Cuantificación no uniforme

El problema de la cuantificación uniforme es que conforme aumenta la amplitud de la señal, también aumenta el error. Este problema lo resuelve el cuantificador logarítmico de forma parcial. Sin embargo, si conocemos la función de la distribución de probabilidad, podemos ajustar los niveles de recontrucción a la distribución de forma que se minimice el error cuadrático medio. Esto significa que la mayoría de los niveles de reconstrucción se den en la vecindad de las entradas más frecuentes y, consecuentemente, se minimice el error (ruido). La siguiente figura representa la cuantificación no uniforme:

En la práctica, se puede usar una estimación de la distribución para diseñar los cuantificadores. Esta estimación se puede obtener a partir de los datos a cuantificar de forma iterativa.

Cuantificación vectorial

En los métodos anteriores, cada muestra se cuantificaba independientemente a las muestras vecinas. Sin embargo, la teoría demuestra que ésta no es la mejor forma de cuantificar los datos de entrada. Resulta más eficiente cuantificar los datos en bloques de N muestras. El proceso es sencillamente una extensión de los anteriores métodos escalares descritos anteriormente. En este tipo de cuantificación, el bloque de N muestras se trata como un vector N-dimensional. En la siguiente figura vemos un ejemplo de cuantificación vectorial (VQ) en dos dimensiones:

El plano XY está dividido en seis regiones distintas. El vector de entrada (con dos componentes) se reemplaza se reemplaza por el centroide i (representa todos los vectores de una determinada región i) de la región a la que pertenece. La cuantificación vectorial ofrece mejores resultados que la cuantificación escalar, sin embargo, es más sensible a los errores de transmisión y lleva consigo una mayor complejidad computacional.

RUIDO

El ruido en un sistema de radiocomunicación puede definirse como una perturbación eléctrica que limita la capacidad del sistema. Las diferentes fuentes de ruido se pueden clasificar como naturales o artificiales. El ruido artificial aparece como consecuencia de actividades industriales: tracción de vehículos, transporte y distribución de energía eléctrica, entre muchos otros. El espectro del ruido artificial disminuye conforme aumenta la frecuencia, al menos en las bandas de trabajo usuales en radiocomunicación. Un tipo de ruido artificial que existe en todas las bandas de frecuencia es el ruido impulsivo que se genera en fluorescentes, motores, pantallas de televisión y ordenador, y se caracteriza por su elevada amplitud y corta duración.

Por su parte, las fuentes naturales de ruido se modelan con una densidad espectral de potencia plana. Las fuentes naturales se clasifican en externas e internas al sistema. Las fuentes externas se deben a la radiación producida por elementos naturales (Tierra, el sol –considerados a efectos de ruido como cuerpos negros-) y a los efectos del medio (lluvia, gases atmosféricos, vegetación). Las fuentes internas se encuentran en los propios circuitos pasivos de conexión de la antena al receptor y en el propio receptor.

Descritas las fuentes de ruido en un sistema de radiocomunicación, a continuación se procederá a caracterizarlas. En la figura se representa el modelo general de un sistema receptor que se usará para el cálculo de los parámetros y potencia de ruido.

 

Ruido de cuantificación

 Se define como error de cuantificación o ruido de cuantificación a la señal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificación (uno de los procesos que intervienen en la conversión analógica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificación) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificación más próximos. Una vez cuantificadas las muestras podrán ser codificadas ya que siempre se podrá establecer una correspondencia biunívoca entre cada nivel de cuantificación y un número entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del único error que introduce el proceso.

 

 

  MULTICANALIZACION POR TIEMPO