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Comunicación digital: códigos de línea

Tutorial de comunicación digital   2020-11-19 23:49:13

Comunicacion digital: codigos de linea Un codigo de linea es el codigo utilizado para la transmision de datos desde un senal digital en una linea de transmision. Este proceso de codificacion se elige para evitar la superposicion y la distorsion de la senal, como la interferencia entre simbolos. Propiedades de codificacion de linea Aqui estan las propiedades de codificacion de linea: Como codificacion esta hecho para transmitir mas bits en una sola senal, el width de banda utilizado es muy bajo. Para un width de banda dado, la energia se usa de manera eficiente. La probabilidad de error es muy baja. Se realiza la deteccion de errores y el bipolar tambien tiene capacidad de correccion. La densidad de potencia es muy favorable. La sincronizacion del contenido es adecuada. Los largosSe evitan las cadenas de 1 y 0 para mantener la transparencia. Tipos de codificacion de linea Hay 3 tipos de codificacion de linea Unipolar Polar Bipolar Senalizacion unipolar La senalizacion unipolar tambien se denomina Tecleando On-Off o simplemente OK . La presencia de impulso representa un 1 y la ausencia de impulso representa un 0 . Hay dos variantes de senalizacion unipolar: Sin retorno a cero (NRZ) Volver a cero (RZ) Unipolar sin retorno a cero (NRZ) En este tipo de senalizacion unipolar, un nivel alto de datos esta representado por un pulso positivo llamado Marca , que tiene una duracion T 0 igual a la duracion del bit de simbolo. Una entrada de datos debil no tiene pulso. La siguiente figura ilustraclaramente eso. Beneficios Las ventajas de Unipolar NRZ son: Es simple. Se requiere menos width de banda. Desventajas Las desventajas de Unipolar NRZ son: No se realizaron correcciones de errores. La presencia de componentes de baja frecuencia puede hacer que la senal disminuya. Ninguno el reloj no esta presente. Es probable que se produzca una perdida de sincronizacion (especialmente para cadenas largas de 1s y 0 ). Retorno unipolar a cero (RZ) En este tipo de senalizacion unipolar, un alto contenido de datos, aunque representado por un pulso de marca , su duracion T 0 es menor que la duracion del bit de simbolo. La mitad de la duracion del bit permanece elevadopero vuelve inmediatamente a cero y no muestra ningun pulso durante la mitad restante de la duracion del bit. Esto se entiende claramente usando Beneficios El Las ventajas de Unipolar RZ son: Es simple. La linea espectral presente a la velocidad de simbolo se puede usar como un reloj . Desventajas Las desventajas de Unipolar RZ son: Sin correccion de errores. Ocupa el doble de width de banda que NRZ unipolar. La ca ida de senal se produce en lugares donde la senal es diferente de cero a 0 Hz. Senalizacion polar Hay dos metodos de senalizacion polar: Polar NRZ Polar RZ Polar NRZ En este tipo de senalpolarizacion, un dato alto esta representado por un pulso positivo, mientras que un dato bajo esta representado por un pulso negativo. La siguiente figura ilustra bien esto. Beneficios Las ventajas de Polar NRZ son: Es simple. No se devuelve ningun componente de baja frecuencia. Desventajas Las desventajas de Polar NRZ son: Sin correccion de errores. No hay reloj presente. La ca ida de senal es causado en lugares donde la senal es distinta de cero a 0 Hz . Polar RZ En este tipo de senalizacion polar , rico en datos, aunque esta representado por un pulso de marca , su duracion T 0 es menor que la duracion del bit de simbolo. La mitad de la duracion del bit reste alto, pero vuelve inmediatamente a cero y no muestra ningun pulso durante la mitad restante de la duracion del bit. Sin embargo, para una entrada baja, un pulso negativo representa los datos y el nivel cero permanece igual durante la otra mitad de la duracion del bit. La siguiente figura ilustra esto claramente. Ventajas Las ventajas de Polar RZ son - Es simple. No hay ningun componente de baja frecuencia presente. Desventajas Las desventajas de Polar RZ son: Sin correccion de errores . No hay reloj presente. Toma el doble de width de banda que Polar NRZ. La ca ida de la senal se produce en lugares donde la senal no es cero a 0 Hz . Senalizacion bipolar Esta es una tecnica de codificacion que tiene tres niveles de voltaje, a saber, +, - y 0 . Esta senal se denomina senal duo-binaria . Un ejemplo de este tipo es Inversion de marca alternativa (AMI) . Para un 1 , el nivel de voltaje obtiene una transicion de + a - o de - a +, teniendo 1 alterno para tener la misma polaridad. Un 0 tendra un nivel de voltaje cero. Incluso en este metodo, tenemos dos tipos. Bipolar NRZ Bipolar RZ De los modelos discutidos hasta ahora, nos enteramos de la diferencia entre NRZ y RZ. Aqui tambien ocurre lo mismo. La siguiente figura ilustra esto claramente. La figura anterior muestra formas de onda bipolares tanto NRZ como RZ. La duracion del pulso y la duracion del bit de simbolo son iguales en el tipo NRZ, mientras que la duracion del pulso es la mitad de la duracion del bit de simbolo en el tipo RZ. Beneficios Estos son los beneficios: Es simple. No hay ningun componente de baja frecuencia. Ocupa un width de banda bajo en comparacion con los esquemas NRZ unipolar y polar. Esta tecnica es adecuada para la transmision a traves de lineas acopladas de CA, ya que aqui no se produce una ca ida de senal. En esto, solo hay una capacidad de deteccion de errores. Desventajas Continuan las desventajas - Sin reloj n " esta presente. Las cadenas de datos largas provocan la perdida de sincronizacion. Densidad espectral de potencia La funcion que describe como se ha distribuido la potencia de una senal en diferentes frecuencias, en el dominio de frecuencia.uential, se denomina densidad espectral de potencia (PSD) . PSD es la transformada de Fourier de autocorreccion (similitud entre observaciones). Viene en forma de pulso rectangular. derivacion PSD Segun el teorema de Einstein-Wiener-Khintchine, si se conoce la funcion de autocorrelacion o la densidad espectral de potencia de un proceso aleatorio, la otra se puede encontrar exactamente. Por lo tanto, para derivar la densidad espectral de potencia, usaremos la autocorrelacion temporal $ (R_x (tau)) $ de una senal de potencia $ x (t) $ como se muestra a continuacion. $ R_x (tau) = lim_ {T_p rightarrow infty} frac {1} {T_p} int _ {frac {{- T_p}} {2 }} ^ {frac {T_p} {2}} x (t) x (t + tau) dt $ Dado que $ x (t) $ consta de pulsos, $ R_x (tau) $ se puede escribir $ R_x (tau) = frac {1} {T} displaystyle sum limits_ {n = - infty} ^ infty R_n delta (tau - nT) $ Donde $ R_n = lim_ {N flecha derecha infty} frac {1} {N} sum_ka_ka_ {k + n} $ Al saber que $ R_n = R _ {- n} $ por senales reales, tenemos $ S_x (w) = frac {1} {T} (R_0 + 2 displaystyle sum limits_ {n = 1} ^ infty R_n cos nwT) $ Dado que el pulso del filtro tiene el espectro de $ (w) leftrightarrow f (t) $, tenemos $ s_y (w) = mid F (w) mid ^ 2S_x (w) $ $ = frac {mid F (w ) mid ^ 2} {T} (displaystyle sum limits_ {n = - infty} ^ infty R_ne ^ {- jnwT_ {b}}) $ $ = frac {mid F (w) mid ^ 2} {T} (R_0 + 2 displaystyle sum limits_ {n = 1} ^ infty R_n cos nwT) $ Por lo tanto, obtenemos l Ecuacion de densidad espectral de potencia. C ªUsando esto, podemos encontrar la PSD de