Ip2 It564m Alvarado Rodriguez Giordano

8/17/2019 Ip2 It564m Alvarado Rodriguez Giordano

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LABORATÓRIO Nº 02:CÓDIGOS DE LÍNEAAlvarado Rodríguez Giordano Smith

Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Ingeniería

Lima, Perú

[email protected]

I. OBJETIVO

-Conocer las características fundamentales dealgunos códigos de línea y sus aplicaciones.

- Iniciar en el conocimiento de las funciones deatla! como por e"emplo# $%R&' $R&' (%R&'

)R&' A I%R&' A IR& A%C*+S,+R' etc.

II. TEORÍA

Código en línea modulación en !anda !ase+s un código utilizado en un sistema decomunicación para propósitos de transmisión.

/os códigos en línea son frecuentemente usados parael transporte digital de datos. 0stos códigos consistenen representar la se1al digital transportada respecto asu amplitud respecto al tiempo. /a se1al est2 perfectamente sincronizada gracias a las propiedadesespecíficas de la capa física. /a representación de laonda se suele realizar mediante un n3merodeterminado de impulsos. +stos impulsos representanlos 4s y los 5s digitales. /os tipos m2s comunes decodificación en línea son elunipolar ' polar' !ipolar y

anchester .

6espu7s de la codificación en línea' la se1al semanda a trav7s de lacapa física. A veces lascaracterísticas de dos canales aparentemente muydiferentes son lo suficientemente parecidos para 8ueel mismo código sea usado por ellos.

La función d au!"c"## $ación

Se define como la correlación cruzada de la se1alconsigo misma. /a función de autocorrelación resultade gran utilidad para encontrar patrones repetitivosdentro de una se1al' como por e"emplo' la periodicidad de una se1al enmascarada !a"o el ruidoo para identificar la frecuencia fundamental de unase1al 8ue no contiene dicha componente' peroaparecen numerosas frecuencias armónicas de esta.

6ensidad +spectral Spectral 6ensity de una se1es una función matem2tica 8ue nos informa de cómest2 distri!uida la potencia o la energía seg3n elcaso de dicha se1al so!re las distintas frecuencias dlas 8ue est2 formada' es decir' suespectro.

D n%idad E%& c!#a$ d '"! ncia (DE')Aun8ue la densidad espectral no es e9actamente lmismo 8ue el espectro de una se1al' a veces am!ost7rminos se usan indistintamente' lo cual' en rigor' e

incorrecto.

"c %" d "#!"*"na$i+ación d G#a,-Sc ,id+s un algoritmo para construir' a partir de uncon"unto de vectores linealmente independientes deun espacio prehil!ertiano usualmente' elespacioeuclídeo Rn ' otro con"untoortonormal de vectores8ue genere el mismo su!espacio vectorial.

+ste algoritmo reci!e su nom!re de los matem2ticos:;rgen (edersen Gram y +rhard Schmidt.

/a transmisión de datos en forma digital implica unacierta codificación. A la forma de transmisión dondno se usa una portadora se la conoce comotransmisión en !anda !ase.

/os códigos de línea son usados para este tipo detransmisión. +9isten varios tipos de códigos' entrellos $nipolar %R&' (olar %R&' $nipolar R&)ipolar R& A I ' anchester' C I' etc. Algunosde estos códigos se muestran a continuación#

http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_basehttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digos_NRZhttp://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n_Manchesterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Capa_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3n_cruzadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3n_cruzadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3n_cruzadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%ADodo_de_oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_fundamentalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_fundamentalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_fundamentalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmohttp://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmohttp://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_prehilbertianohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_prehilbertianohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_eucl%C3%ADdeohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_eucl%C3%ADdeohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_eucl%C3%ADdeohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ortonormalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ortonormalhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=J%C3%B8rgen_Pedersen_Gram&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Erhard_Schmidthttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digos_NRZhttp://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n_Manchesterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Capa_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3n_cruzadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%ADodo_de_oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_fundamentalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_prehilbertianohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_eucl%C3%ADdeohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_eucl%C3%ADdeohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ortonormalhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=J%C3%B8rgen_Pedersen_Gram&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Erhard_Schmidthttp://es.wikipedia.org/wiki/Banda_base


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Algunas de las características desea!les de loscódigos de línea son#

• Auto sincronización# contenido suficiente dese1al de temporización relo" 8ue permitaidentificar el tiempo correspondiente a un !it.

• Capacidad de detección de errores# ladefinición del código incluye el poder dedetectar un error.

• Inmunidad al ruido# capacidad de detectaradecuadamente el valor de la se1al ante la presencia de ruido !a"a pro!a!ilidad deerror .

• 6ensidad espectral de potencia# igualación

entre el espectro de frecuencia de la se1al yla respuesta en frecuencia del canal detransmisión.

• Ancho de !anda# contenido suficiente dese1al de temporización 8ue permitaidentificar el tiempo correspondiente a un !it.

• ,ransparencia# independencia de lascaracterísticas del código en relación a lasecuencia de unos y ceros 8ue transmita.

III. DESARROLLO DE LA E/'ERIENCIA

A. Equipos y Materiales

$tilizaremos lo siguiente#

• $na computadora• Soft


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2. BCó," $i,ina# a $a c",&"n n!c"n!inua d $ códi*" ni&"$a#3

+n la transmisión de datos es conveniente8ue la transformada de >ourier' 8ue lasecuencia de los sím!olos transmitidos' no presente una componente continua. +lcódigo en línea m2s simple' el unipolar' 8ueno tiene límites en su componente continua'da muchos errores en los sistemas. /amayoría de los códigos en línea eliminan lacomponente continua. *ay dos modos deeliminar la componente continua#

• 6ise1ar cada código transmitido de talforma 8ue contenga el mismo n3merode impulsos positivos 8ue negativos' asíse anularía la componente continua. $ne"emplo de este tipo códigos es el

anchester.• $sar un código de disparidades

empare"adas o código alternante. +notras pala!ras' un código en el 8uealgunos o todos los dígitos o caracteresest2n representados por dos con"untosde dígitos' de disparidad opuesta' 8ue seutilizan en una secuencia de manera 8uese minimice la disparidad total de unalarga cadena de dígitos. +"emplos deeste tipo de códigos es el código A I'

)45,' D)E,' etc.

4. D fini# $a% ca#ac! # %!ica% ,5%

i,&"#!an! % d $"% códi*"% d $ n a c",":$a au!" %inc#"ni+ación6 ca&acidad dd ! cción d ##"# %6 in,unidad a$ #uid"6d n%idad %& c!#a$ d &"! ncia6 anc " d7anda.

• Auto sincronización# contenido suficiente dese1al de temporización relo" 8ue permitaidentificar el tiempo correspondiente a un !it.

• Capacidad de detección de errores# ldefinición del código incluye el poder dedetectar un error.

• Inmunidad al ruido# capacidad de detectaadecuadamente el valor de la se1al ante l presencia de ruido !a"a pro!a!ilidad deerror .

• 6ensidad espectral de potencia# igualaciónentre el espectro de frecuencia de la se1al yla respuesta en frecuencia del canal detransmisión.

• Ancho de !anda# contenido suficiente dse1al de temporización 8ue permitaidentificar el tiempo correspondiente a un !it.

• ,ransparencia# independencia de lascaracterísticas del código en relación a lasecuencia de unos y ceros 8ue transmita.

8. D fina !#an%,i%ión n 7anda 7a% .

+n los sistemas de transmisión' la !anda !ase esgeneralmente utilizada para modular una portador6urante el proceso de demodulación se reconstruyla se1al !anda !ase original. (or ello' podemos decir8ue la !anda !ase descri!e el estado de la se1al antesde la modulación y de la multiple9ación y despu7s dla demultiple9ación y demodulación.

/as frecuencias de !anda !ase se caracterizan por sergeneralmente mucho m2s !a"as 8ue las resultantecuando 7stas se utilizan para modular una portadorasu!portadora. (or e"emplo' es se1al de !anda !ase lao!tenida de la salida de video compuesto dedispositivos como gra!adoresFreproductores de vidy consolas de "uego' a diferencia de las se1ales dtelevisión 8ue de!en ser moduladas para podetransportarlas vía a7rea por se1al li!re o sat7lite por ca!le.

+n transmisión de facsímil' la !anda !ase es lafrecuencia de una se1al igual en ancho de !anda a lcomprendida entre la frecuencia cero y la frecuencm29ima de codificación. +n otras pala!ras' si e

espectro de frecuencia de una se1al se localizalrededor de la frecuencia f ? 5 *z' se dice 8ue lase1al es de !anda !aseH.

9. D fini# ;&$ica# d !a$$ada, n! 6 $a% !a&a%%i%! ,a di*i!a$ d c",unicaci"n %.


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$n sistema digital de comunicaciones' iniciacon el transductor de entrada luego iniciacon el transmisor 8ue fuente el códigofuente' codificador de canal y modulador' pasando por el canal y completando con el proceso inverso con un demoduladordigital' decodificador de cana' decodificador de fuente y termina con un transductor de

salida.. D fina $a c"dificación 'C1

/a

odulación (C define laconversión analógica a digital de una se1al'de acuerdo al gr2fico' la se1al analógica semuestrea teniendo en cuenta el teorema de %y8uist' esta se1al muestreada se cuantizaen niveles los cuales son representados enM4Ns y M5Ns lo cual es la se1al digitalizad


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?. En $ cana$ d c",unicaci"n % cuan!"%!i&"% d #uid" % % n!an.

• Ruido de disparo+l ruido de disparo es un ruidoelectromagn7tico nocorrelacionado' tam!i7n llamadoruido de transistor' producido por lallegada aleatoria de componentes portadores electrones y huecos enel elemento de salida de undispositivo' como ser un diodo' untransistor de efecto de campo o !ipolar o un tu!o de vacío. +lruido de disparo est2 yu9tapuesto acual8uier ruido presente' y se puede demostrar 8ue es aditivorespecto al ruido t7rmico y a 7lmismo.

• Ruido de :ohnson-%y8uist,am!i7n conocido como ruidotermal es el ruido generado por ele8uili!rio de las fluctuaciones de lacorriente el7ctrica dentro de unconductor el7ctrico' el cual tienelugar !a"o cual8uier volta"e' de!idoal movimiento t7rmico aleatorio delos electrones.

• Ruido de parpadeo+s una se1al o proceso con unafrecuencia de espectro 8ue caeconstantemente a altas frecuenciascon un espectro rosa.

• Ruido a r2fagas+ste ruido consiste en unasucesiones de escalones entransiciones entre dos o m2s niveles

no gaussianos ' tan altos comvarios cientos de milivoltios' entiempos aleatorios e impredeci!les.

• Ruido de tr2nsito+st2 producido por la agitación a la8ue se encuentra sometida lacorriente de electrones desde 8ueentra hasta 8ue sale del dispositivo'lo 8ue produce una variaciónaleatoria irregular de la energía conrespuesta plana.

• Ruido de intermodulación+s la energía generada por lassumas y las diferencias creadas porla amplificación de dos o m2sfrecuencias en un amplificador nolineal.

@. V n!a a% d $ u%" d cuan!i+ación n"unif"#, n % a$ % d "+.

Se caracteriza por disponer de mayorn3mero de niveles para a8uellas amplitudesde se1al m2s pro!a!les' y viceversa.

Se utiliza para las se1ales de voz telefoníadonde los valores de las amplitudes pe8ue1as son las m2s pro!a!les histograma

tipo Campana de Gauss ./a tipología m2s popular de (C no-uniforme es la conocida como (Clogarítmico' definida por la ley-mu en %orteam7rica y :apón' y la ley-A en +uropa


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0. In %!i*a# ;&$ica# $a% ca#ac! # %!ica% d$"% códi*"% A1I NR 6 R 6 1anc %! #6FDB46 B< S6 1i$$ #.

Códi*" Nó R *# %" a C #" (NR )

Características#

• Autosincronización# %o contiene se1al detemporización.

•

Capacidad de detección de errores# no permitedetectar errores.• Inmunidad al ruido# en función de la diferencia

de volta"es.• 6ensidad espectral de potencia# Alto contenido

de energía cercano a 5. +l OP Q de la potenciase encuentra en las frecuencias menores a lafrecuencia de los datos. (uede considerarse 8uela m29ima frecuencia de la se1al es fd comocriterio para limitar su ancho de !anda.

• ,ransparencia# +l valor promedio de la se1al yla posi!ilidad de detectar el inicio de un !itdependen del contenido de 4Ns y 5Ns.

Códi*" R *# %" a C #" (R )

Características#• Autosincronización# Si contiene se1al de

temporización.• Capacidad de detección de errores# no permite

detectar errores.• Inmunidad al ruido# en función de la diferencia

de volta"es.

• 6ensidad espectral de potencia# Alto contenidode energía cercano a 5.6o!le ancho de !anda8ue %R&. (uede considerarse 8ue la m29imafrecuencia de la se1al es Jfd como criterio paralimitar su ancho de !anda.

• ,ransparencia# +l valor promedio de la se1al yla posi!ilidad de detectar el inicio de un !it

dependen solamente del contenido de 5 s

Códi*" A1I

Características#

• Autosincronización# Si contiene se1al detemporización.• Capacidad de detección de errores#(ermite detectar cierto tipo de errores .• Inmunidad al ruido# ayor inmunidad alruido al emplear volta"es positivos ynegativos. .• 6ensidad espectral de potencia# %o tienecontenido de energía cercano a 5.

enor ancho de !anda 8ue R).•

,ransparencia# +l valor promedio de lase1al depende del n3mero de 5Ns. /aautosincronización se pierde si se transmiteuna gran cantidad de 5Ns' sin em!argo puedemplearse un tipo de codificación de losdatos 8ue lo evita' por e"emplo' *6)E

se1alización !ipolar E de alta densidad endonde se reemplazan secuencias de m2s detres ceros consecutivos por alg3n valorconocido.

Códi*" 1anc %! #


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Características#

• Autosincronización# Si contiene se1al detemporización.

• Capacidad de detección de errores# (ermitedetectar cierto tipo de errores .

• Inmunidad al ruido# ayor inmunidad al

ruido al emplear volta"es positivos ynegativos. .• 6ensidad espectral de potencia# %o tiene

contenido de energía cercano a 5.6o!le ancho de !anda 8ue A I.

• ,ransparencia# /a autosincronización semantiene independientemente del valor de lainformación.

44. Implementar nuevos códigos de línea nocontemplados.So!re el Código de línea C I#

+l código C I Codec ar Inversion esun código en línea en !anda !ase' cuyoo!"etivo al igual 8ue otros códigos de líneaes#

• ínima componente continua.• 29imo n3mero de cam!ios de nivel• ínima frecuencia o ancho de !anda

para una velocidad de !its.• 6etención y corrección de errores.

• +l !it 5#se codifica con un cam!io de polaridad negativa a postiva - a @ 'en la mitad del intervalo del !it.

• +l !it 4#se codifica con polaridad positiva y negativa alternativamente ysin transición en la mitad del intervalo.

+l código C I' anula la componentecontinua. /a inserción del relo" desincronismo en los ceros' mediante latransición de la se1al entre dos niveles oestados opuestos' hace 8ue su velocidad delínea sea el do!le del r7gimen !inario R .

4J. Comparar los resultados o!tenidos con el filtroideal con otros filtros m2s realistasH# )utter


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- http#FF

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