TEMA 1 -EMISSORS I RECEPTORS, Apuntes de Ingeniería de Telecomunicaciones

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Grup de Recerca en Comunicacions Mòbils (GRCM)

TEMA 1- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS

DE COMUNICACIONES

EMISSORS I RECEPTORS

Anna Umbert Juliana

Grup de Recerca en Comunicacions Mòbils (GRCM)

TEMA 1 - EMISSORS I RECEPTORS

Índice^ 

Sistemas de comunicaciones

Arquitectura OSI de ISO



Indicadores de calidad de un sistema de comunicaciones.

Concepto de Calidad de Servicio (QoS)

Tasa de error: BER, BLER, FER

Retardo y “jitter” del retardo

Conceptos de Eb/No y SNR

Técnicas para mejorar la tasa de error: codificación de canal yentrelazado



Sistemas de comunicaciones radio: Gestión del espectroradioeléctrico

Bandas de frecuencia

Técnicas de acceso múltiple

Técnicas de duplexado

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TEMA 1 - EMISSORS I RECEPTORS

Sistemas de comunicaciones^ 

EMISOR

Adapta la información a enviar para que pueda ser transmitida através del medio de transmisión.



RECEPTOR

Recupera la señal de información enviada a través de la señalque ha atravesado el medio de transmisión.



MEDIO DE TRANSMISIÓN

Soporte físico a través del cual la señal de información viaja deun extremo al otro.

Tenderá a degradar la calidad de la señal recibida introduciendoruido y distorsión.

Puede incluir diferentes enlaces o saltos entre los dos extremos(e.g. enlace radio, enlaces entre nodos intermedios, etc.)

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Arquitectura OSI de ISO (I)^ 

Modelo de Referencia OSI de ISO:

En comunicaciones digitales es habitual organizar lacomunicación extremo a extremo siguiendo el

Modelo de

Referencia OSI

(Open Systems Interconnection)

realizado por

la ISO

(International Standards Organisation).

Estructura de

7 niveles

, definida a finales de los años 1970s.

Cada una de las capas constituye un paso en la adaptación dela información para poder ser enviada, mediante el añadido deciertos bits de control.

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Arquitectura OSI de ISO (III)Niveles dependientes de la red:1.

Nivel Físico:

describe las propiedades físicas de los diferentes

medios de transmisión, y las propiedades eléctricas y deinterpretación de las señales transmitidas. Por ejemplo: el tamañodel cable coaxial, el tipo de conector usado, potencia detransmisión, modulación.

2.

Nivel de Enlace:

describe la organización lógica de los bits de

información transmitidos en un determinado medio. Por ejemplo: seencarga de la detección de errores, la gestión de lasretransmisiones y la estructura de tramas (framing).

3.

Nivel de Red:

describe como establecer y liberar un camino entre

dos entidades de una red. Por ejemplo: se encarga de enrutar lospaquetes por la red.

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Arquitectura OSI de ISO (IV)Niveles orientados a aplicación:4.

Nivel de Transporte:

describe como se realiza la conexión

extremo a extremo. Por ejemplo: se encarga de la segmentación ynuevo montaje y de controlar el flujo de datos para garantizar laentrega de la información.

5.

Nivel de Sesión:

describe como establecer y eliminar una

comunicación entre dos aplicaciones. Por ejemplo: este niveldescribe como los paquetes de petición y su respuesta seemparejan en una llamada.

6.

Nivel de Presentación:

describe la representación o sintaxis de

los datos transferidos. Por ejemplo: describe como los númeroscon punto flotante se deben intercambiar entre dos máquinas conformatos matemáticos diferentes.

7.

Nivel de Aplicación:

describe el interfaz con el usuario. Por

ejemplo: este nivel implementará las operaciones con los ficherosdel sistema.

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Indicadores de calidad de un sistema decomunicaciones (I)



El objetivo de cualquier sistema de emisión y recepción es entregarla información transmitida al usuario final. - Imagen- Audio - Datos

…

c

1 0 0 0 1 1 1 0 1 0

1 1 0 0 1 1 0 0 1 0

EMISOR

RECEPTOR

Medio de transmisión

- Imagen* - Audio- Datos**

…

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

Debido a las degradaciones introducidas por el medio detransmisión y por los elementos de los subsistemas emisor yreceptor, la señal entregada no tiene por qué coincidir exactamentecon la enviada.



En función del tipo de servicio de telecomunicaciones asociado a latransmisión existirán diferentes degradaciones máximas tolerablespor el usuario final.

Concepto de CALIDAD DE SERVICIO (QoS)

Indicadores de calidad de un sistema decomunicaciones (II)

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Ejemplos:a) Servicio de voz:

Para que la señal recibida sea audible, el número debits erróneos recibidos debe mantenerse acotado

Para poder mantener una conversación, el retardototal en entregar la información debe estar acotado

b) TV digital (TDT):

Para que la señal recibida se pueda reproducircorrectamente, el número de bits erróneos debemantenerse acotado.

Tasa deerrormáximaRetardomáximo

Tasa deerrormáxima

Concepto de Calidad de Servicio (QoS) – (II)

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c) Transferencia de un fichero:

Para poder abrir el fichero correctamente en elreceptor, la tasa de error debe ser 0.

En contraposición, el retardo permitido puede serelevado.

d) Envío de una película:

Tasa de error debe ser acotada.

Debe mantenerse una cierta cadencia en lainformación entregada al usuario

Velocidad detransmisión(b/s) mínima

Tasa deerror =

Tasa deerrormáxima

Concepto de Calidad de Servicio (QoS) – (III)

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

Velocidad de transmisión (b/s): Medida del número de bits enviados porunidad de tiempo. Se puede medir en los diferentes niveles OSI (e.g.velocidad de transmisión de la aplicación, velocidad de transmisión anivel físico incluyendo todos los bits adicionales para transportarseñalización, sincronismo, etc.).

Estará relacionada con el período de bit (Rb=1/Tb) empleado por lamodulación y con el ancho de banda total de la señal transmitida.Finalmente, de acuerdo con la cota de Shannon se puederelacionar con la relación señal a ruido.

Cota de Shannon:

límite máximo de la capacidad en b/s de un canal dada

una cierta SNR:

2

log

b

S

R

b

s

B Hz

N

Parámetros de QoS: Velocidad de transmisión

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

BER (Bit Error Rate): Tasa de error de bit, medida como el númerode bits erróneos sobre el número de bits totales transmitidos.



BLER (BLock Error Rate): Tasa de error de bloque, medida como elnúmero de bloques con algún bit erróneo respecto del número debloques totales enviados. Aplicable en caso de que los bits seagrupen en bloques, algo habitual en sistemas de comunicacióndigitales (e.g. bloques entregados por un codificador de voz, etc.).

También se la suele denominar FER (Frame Error Rate).

Ambos parámetros se podrán relacionar con la relación señal a ruido.

Parámetros de QoS: Tasa de error

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Relación SNR y Eb/No (I)^ 

Relación señal a ruido

s n

P P

S N

2

2

/^

/

s P

E

s

t^

R

A

R













b^

s^

b

E

PT 

Potencia de señal:

Tb

A -A

t

n(t)

s(t)

Energía de bit:

2

/

n P

W

E

n

t

R











2

/

s P

W

E

s

t^

R











Ejemplo: señales digitales

TIEMPO: FRECUENCIA:

N

(W/Hz)=Pn/Bo

B (Hz)

Ps (W)

R: resistencia sobre laque se mide la tensión

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Relación SNR y Eb/No (II)

1

/

b

s^

b

b

b

o

n

s

E

PT

T

S

S

S

T B

N

P

B

N

N

T

N

m













































T

b

: Período de bit. Tasa de transmisión: R

b

=1/T

b

bits/s

T

s

: Período de símbolo T

s

=mT

b

B: Ancho de banda de la señal transmitida. B



1/T

s

 m: Número de bits por símbolo (e.g. BPSK: m=1, QPSK: m=2, 16-QAM:m=4, etc.)

En el caso de señales digitales, se suele expresar la relaciónenergía de bit sobre densidad espectral de ruido: