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RESUMEN SEMANA 3

Para esta última semana del curso tratamos temas muy importantes como la frecuencia imagen que la definimos como 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. 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 la sensibilidad a la frecuencia imagen.

Por otro lado hablamos también acerca del bit stuffing definido como la inserción de uno o más bits en una unidad de transporte como una forma de proporcionar información de señalización a un receptor. También comentamos algo acerca del amplificador de bajo ruido (lna) que es utilizado para amplificar señales débiles mismas (por ejemplo, capturado por una antena). Por lo general se encuentra muy cerca del dispositivo de detección para reducir las pérdidas en la línea de alimentación. Una buena LNA tiene un NF baja (como de 1 dB), una ganancia lo suficientemente grande (como 20 dB) y debe tener intermodulación lo suficientemente grande y el punto de compresión (IP3 y P1dB). Otros criterios son el ancho de banda de funcionamiento, de la llanura de ganancia, la estabilidad y la VSWR de entrada y de salida.

También hablamos un poco de la sensibilidad y selectividad en los receptores de radio donde la primera es la potencia que aplicada a la entrada del receptor produzca en su salida un aumento de la potencia de salida total de 10 dB. Este aumento potencia de salida total,  que medimos sobre el parlante, por ejemplo, es la señal más el ruido presente. La sensibilidad es una medida de su capacidad de discernir señales de bajo nivel, Antiguamente la Sensibilidad de un receptor venía dada en microvoltios sobre la antena, considerando a la misma, como una antena de ganancia nula.

Hoy en día la sensibilidad de un equipo de radio se determina por medio de la siguiente fórmula:

S(dBm) = -174dBm + { 10 * log [ ( Señal + Ruido) / (Ruido) ] } + NF (dB) + 10 * log (B)

Mientras que la selectividad en un receptor es su habilidad para rechazar las interferencias vecinas  dentro  y  fuera  de  la banda de recepción. En la arquitectura  heterodina, la señal imagen es la principal  interferencia a considerar, otras interferencias importantes son dentro de la banda, las interferencias en el  canal  adyacente, en  el canal alterno, y la intermodulación producida por dos interferencias en  banda,  y fuera de la banda, las interferencias de alto nivel que eventualmente pudieran desensibilizar  al receptor. Cuando  una interferencia de alto nivel se presenta a la entrada  del receptor junto con la señal deseada, la interferencia podría degradar la sensibilidad  del receptor si la selectividad del receptor (rechazo de la interferencia) no es adecuada, esto se manifiesta por una potencia de ruido  residual que se adiciona al ruido de fondo en el canal deseado degradando la relación señal a ruido mínima requerida, esto se  expresa de  la siguiente forma:

P = KTBF + P ⋅ SNR

Donde  en  dBm es la contribución del ruido de fondo en el canal y la potencia  de  ruido residual generada por la interferencia, KTBF es la potencia  del ruido de fondo en el canal en dBm, es la relación señal a ruido mínima en dB y  es la potencia residual producida por la interferencia en dBm, de acuerdo al lenguaje de los receptores esta ecuación esta referida a  la entrada del receptor.

En un breve resumen trataremos de resaltar algunos conceptos importantes que tratamos en esta semana, empezando con el ancho de banda que la definimos como la cantidad de información  que se puede enviar a través de una conexión de red en un período de tiempo dado. Además de esto existen diferentes tipos de medio de transmisión, uno usado con mayor frecuencia en la tv, es el cable coaxial y de este se podría decir que existen múltiples tipos, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes, usualmente tienen una impedancia de 75Ω. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por otro se habló un poco del balun, que es un dispositivo adaptador de impedancias que convierte líneas de transmisión simétricas en asimétricas, la potencia que puede transmitir un balun depende tanto de la geometría como del material con el que está construido.

Las líneas de transmisión se clasifican generalmente como balanceadas o desbalanceadas.

  • Con líneas balanceadas de dos cables, ambos conductores llevan una corriente; un conductor lleva la señal y el otro es el regreso, este tipo de transmisión se llama transmisión de señal y el otro es el regreso, la señal que se propaga a lo largo del cable se mide como la diferencia de potencial entre los dos cables. Cualquier par de cable puede operar en el modo balanceado siempre y cuando ninguno de los dos cables esté con el potencial a tierra.
  • Con una línea de transmisión desbalanceada, un cable se encuentra en el potencial de tierra, mientras que el otro cable se encuentra en el potencial de la señal, este tipo de transmisión se le llama transmisión de señal desbalanceada o de terminación sencilla. Con la transmisión de una señal desbalanceada, el cable de la tierra también puede ser la referencia a otros cables que llevan señales.

Otro de los temas importantes que se trató en esta semana fue la terminal de apertura muy pequeña (vsat), esta designa un tipo de antena para comunicación de datos vía satélite y por extensión a las redes que se sirven de ellas, normalmente para intercambio de información punto-punto, punto-multipunto o interactiva.

Pasando a otros de los temas vistos esta semana tenemos las bandas no licenciadas que Son conocidas como bandas de frecuencias en las que se permite la operación de dispositivos de radiocomunicaciones sin una planificación centralizada por parte de la Autoridad de Comunicaciones, es decir, sin una autorización individual de cada estación tal que asegure la asignación de una frecuencia o canal para uso exclusivo de la misma.

También hablamos un poco de la red inalámbrica Wi-Fi que  es el estándar creado por el IEEE para las Redes de Acceso Local Inalámbrico (WLAN) donde se especifica la sub-capa física (PHY) y de acceso al medio (MAC) de una red local de acceso con conexión inalámbrica. Sus principales aplicaciones, son los hot-spots (hoteles, aeropuertos, estaciones de servicio, centros de convenciones y comerciales, pueblos, etc.), en los que se ofrece acceso a Internet, en muchos casos, de forma gratuita.

Y por último tratamos las fuentes de markov que hasta este momento se ha considerado las fuentes de memoria nula, pero en la mayoría de los casos reales los símbolos del alfabeto no tienen probabilidades fijas, sino que dichas probabilidades dependerán en general de los símbolos emitidos. A este tipo de fuentes se les denomina fuentes de Markov.

Esta semana tratamos temas interesantes como lo es Un Canal Binario Simétrico  BSC , canal típico de comunicaciones usado habitualmente en la teoría de la información donde  el transmisor envía un bit (que puede tomar valor de cero o uno) pero existe una probabilidad (probabilidad de error) de que se transmita incorrectamente siendo así  uno de los más simples de analizar. Un BSC se puede definir así Un canal binario simétrico con probabilidad p de fallo es un canal con una entrada binaria y una salida (también binaria), definida con una probabilidad de error p. Esto viene a significar, que si una variable aleatoria X se transmite, y se recibe la variable aleatoria Y, entonces el canal viene determinado por las siguientes probabilidades condicionadas,

Pr( Y = 0 | X = 0) = 1-p

Pr( Y = 0 | X = 1) = p

Pr( Y = 1 | X = 0 ) = p

Pr( Y = 1 | X = 1 ) = 1-p

Donde 0 ≤ p ≤ 1/2. Si p>1/2 entonces el receptor obtendría los bits contrarios (interpretar un 1 cuando se recibe un 0, y viceversa), obteniéndose un canal equivalente con probabilidad de fallo 1-p ≤ ½.

Algo muy importante en las redes telefónicas  es la red telefónica pública conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network) la cual es una red con conmutación de circuitos tradicional optimizada para comunicaciones de voz en tiempo real que  garantiza la calidad del servicio (QoS) al dedicar el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono. Al utilizar (TAPI, Telephony Application Programming Interface) permite la conexión directa con una red PSTN y marcado telefónico automático, conferencia, correo de voz e identificador de la persona que llama.

Los programas se pueden crear a partir de la compatibilidad cliente-servidor de TAPI, a fin de proporcionar una interfaz gráfica para administración de sistemas y servicios mejorados, como correo de voz, cola de llamadas, reenvío de llamadas a otra ubicación, integración de equipos y telefonía, y reconocimiento de voz.

Temas muy interesantes y sobre todo para aficionados el de wardriving  se le llama wardriving a la búsqueda de redes inalámbricas Wi-Fi desde un vehículo en movimiento. Implica usar un coche o camioneta y un ordenador equipado con Wi-Fi, como un portátil o una PDA, para detectar las redes.

Muchos practicantes usan dispositivos GPS para determinar la ubicación de los hotspots hallados y registrarla en un sitio web (el más popular es WiGLE). Para mejorar el rango de alcance, se construyen o compran antenas, ya sean omnidireccionales o altamente direccionales. El software necesario se encuentra libremente en Internet, notablemente NetStumbler para Windows, KisMac para Macintosh y Kismet o SWScanner para GNU/Linux.

Algo muy importante en cuanto a las comunicaciones son las unidades  de medición, la más utilizada en telecomunicaciones es la de dBm. El dBm se define como el nivel de potencia en decibelios en relación a un nivel de referencia de 1 mW

Pero existen otras unidades como son el  dBr, El db relativo se define como:

Además tenemos el dBmo en este caso el subíndice “m” indica un valor de potencia de la señal referido a 1 miliwatt. El subíndice “o” indica que lo medido es un valor con respecto al tomado como cero es el origen en el circuito. Es decir, que dBmo es un nivel de potencia de una señal referido en cada punto al valor nominal de entrada de la señal de entrada. Por ejemplo, -20 dBmo significa 20 dB por debajo del valor existente en el origen del circuito o sistema.

Pasando a otro de los temas vistos esta semana tenemos el tema de las velocidades de transmisión donde nos encontramos con definiciones como son la banda base la la cual se refiere a la banda de frecuencias producida por un transductor u otro dispositivo generador de señales que no es necesario adaptarlo al medio por el que se va a trasmitir y que es generalmente utilizada para modular una portadora.

Banda base es la señal de una sola transmisión en un canal, las frecuencias de banda base se caracterizan por ser generalmente mucho más bajas que las resultantes cuando éstas se utilizan para modular una portadora o subportadora. Tipos de codificación Unipolar: NZ, NRZ. Bipolar: NZ, NRZ. Manchester. Manchester diferencial.

Encontramos también la banda ancha. Se conoce como banda ancha en telecomunicaciones a la transmisión de datos por la cual se envían simultáneamente varias piezas de información, con el objeto de incrementar la velocidad de transmisión efectiva.

Algunas de las variantes de los servicios de línea de abonado digital (del inglés Digital Subscriber Line, DSL) son de banda ancha en el sentido de que la información se envía sobre un canal y la voz por otro canal, como el canal ATC, pero compartiendo el mismo par de cables.

Por ultimo tenemos Las conexiones de banda estrecha, estas en el mundo de las conexiones a Internet hacen referencia a un tipo de conexión que utiliza un ancho de banda muy reducido. La conexión más típica de banda estrecha que existe es la conexión por módem telefónico (Dial-up). Un módem adapta las señales informáticas producidas por la computadora a otro tipo de señal que se puede introducir por la línea telefónica; así mismo, convierte la señal que llega a través de la línea telefónica en información comprensible para el ordenador.

RESUMEN DIAPOSITIVAS

Sensibilidad

Se define a la sensibilidad como: “La potencia (o tensión, según el modo de definirla) que aplicada a la entrada del receptor produzca en su salida un aumento de la potencia de salida total de 10 dB”. Este aumento potencia de salida total,  que medimos sobre el parlante, por ejemplo, es la señal más el ruido presente.

La sensibilidad es una medida de su capacidad de discernir señales de bajo nivel.

La sensibilidad en un receptor se toma como la señal de entrada mínima (Smin) requerida para producir una señal de salida especificada que tiene un cociente signal-to-noise especificado (S/N) y se define normalmente como los tiempos signal-to-noise mínimos del cociente la energía de ruido mala.

Porque reciba la sensibilidad indica cómo es débil una señal se puede recibir con éxito por el receptor, el nivel más bajo de la energía, el mejor. Esto significa que cuanto más grande es el valor absoluto del número negativo, mejor es la sensibilidad de la recepción. Por ejemplo, una sensibilidad de la recepción de -98 dBm es mejor que una sensibilidad de la recepción del dBm -95 por DB 3, o un factor de dos. Es decir en una tarifa de datos especificada, un receptor con una sensibilidad del dBm -98 puede oír las señales que son medio tan débiles como un receptor con un dBm -95 recibe sensibilidad.

Antiguamente la Sensibilidad de un receptor venía dada en microvoltios sobre la antena, considerando a la misma, como una antena de ganancia nula.

Actualmente las técnicas y procedimientos para medir la sensibilidad de un equipo, han cambiado sustancialmente.

Hoy en día la sensibilidad de un equipo de radio se determina por medio de la siguiente fórmula:

S(dBm) = -174dBm + { 10 * log [ ( Señal + Ruido) / (Ruido) ] } + NF (dB) + 10 * log (B)

Donde:

-174dBm es lo que se considera como “piso” de señal existente en el éter.

Señal es lo recibido por nuestro receptor con una antena de ganancia nula

Ruido es lo que se conoce como actividad atmosférica, que varía de una banda a otra

NF significa “Noise Figure”, que es el ruido electrónico generado por las etapas de entrada del mismo receptor, por la actividad electrónica dentro de los semicinductores.

Y por último “B”, es el ancho de banda utilizable por nuestro receptor.

Selectividad

La selectividad del  receptor  móvil es su habilidad para rechazar las interferencias vecinas dentro  y  fuera  de  la banda de recepción. En la arquitectura  heterodina, la señal imagen es la principal  interferencia a considerar, otras interferencias importantes son dentro de la banda, las interferencias en el  canal  adyacente, en  el canal alterno, y la intermodulación producida por dos interferencias en  banda,  y fuera de la banda, las interferencias de alto nivel que eventualmente pudieran desensibilizar  al receptor. Todo estas condiciones son función del tipo de arquitectura de recepción, la selectividad de los filtros, y el nivel de las interferencias tal y como lo analizaremos a continuación. Cuando  una interferencia de alto nivel se presenta a la entrada  del receptor junto con la señal deseada, la interferencia podría degradar la sensibilidad  del receptor si la selectividad del receptor (rechazo de la interferencia) no es adecuada, esto se manifiesta por una potencia de ruido  residual que se adiciona al ruido de fondo en el canal deseado degradando la relación señal a ruido mínima requerida, esto se  expresa de  la siguiente forma:

P = KTBF + P ⋅ SNR   (4)

Donde  en  dBm es la contribución del ruido de fondo en el canal y la potencia  de  ruido residual generada por la interferencia, KTBF es la potencia  del ruido de fondo en el canal en dBm, es la relación señal a ruido mínima en dB y  es la potencia residual producida por la interferencia en dBm, de acuerdo al lenguaje de los receptores esta ecuación esta referida a  la entrada del receptor.

Referencia…

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=14198.0;wap2

http://webdiee.cem.itesm.mx/web/comunicaciones/publicaciones/considermovilesver2003.pdf

 

Es un amplificador electrónico utilizado para amplificar señales débiles misma (por ejemplo, capturado por una antena ). Por lo general se encuentra muy cerca del dispositivo de detección para reducir las pérdidas en la línea de alimentación . Esta antena activa arreglo es de uso frecuente en el microondas sistemas como el GPS , ya que el cable coaxial de línea de transmisión es muy pérdida en frecuencias de microondas, por ejemplo, una pérdida del 10% procedentes de unos pocos metros de cable podría causar una degradación del 10% de la señal-ruido- (SNR).

El LNA es un componente clave que se coloca en el front-end de un receptor de radio de circuito. Por «fórmula Friis , el general de figura de ruido (NF) del receptor frente a la gama está dominado por las pocas primeras etapas (o incluso sólo la primera etapa).

El uso de un LNA, el efecto del ruido de las etapas posteriores de la cadena recibe se reduce por el aumento de la LNA, mientras el ruido de la propia LNA se inyecta directamente en la señal recibida. Por lo tanto, es necesario que la LNA para aumentar la potencia de la señal deseada al tiempo que añade el menor ruido y la distorsión de lo posible, de manera que la recuperación de esta señal es posible en las etapas posteriores en el sistema. Una buena LNA tiene un NF baja (como de 1 dB), una ganancia lo suficientemente grande (como 20 dB) y debe tener intermodulación lo suficientemente grande y el punto de compresión (IP3 y P1dB). Otros criterios son el ancho de banda de funcionamiento, de la llanura de ganancia, la estabilidad y la VSWR de entrada y de salida.

Para ruido, el amplificador debe tener una amplificación de alta en su primera etapa. Por lo tanto JFET y HEMT son de uso frecuente, y amplificadores de distribución puede ser utilizado. Son conducidos en un régimen de corrientes de alta, que no es energéticamente eficiente, pero reduce la cantidad relativa de ruido de disparo . De entrada y salida se pongan en venta los circuitos para los circuitos de banda estrecha mejorar la ganancia (ver ancho de banda de ganancia del producto ) y no utilizar resistencias, ya que aumentaría el ruido. Polarización es realizada por grandes resistencias, ya que la eficiencia energética no es necesaria, y una gran resistencia evita las fugas de la salida de la señal débil de la ruta de señal o ruido en la señal.

Mas Información…

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

 

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  sintonizable convierte la frecuencia de entrada deseada  a una IF prefijada  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  se convierten a la frecuencia . 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 . 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  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.

Referencia…

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

http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/amtema.htm

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