Digitalizacion para mensajes analogicos y redes

TÉCNICAS DE DIGITALIZACIÓN PARA MENSAJES ANALÓGICOS Y REDES











MODULACIÓN POR CODIFICACIÓN DE PULSO (PCM)

Es un proceso digital de modulación para convertir una señal analógica en un código digital. La señal analógica se muestrea, es decir, se mide periódicamente. En un convertidor analógico/digital, los valores medidos se cuantifican, se convierten en un número binario yse descodifican en un tren de impulsos. Este tren de impulsos es una señal de alta frecuencia portadora de la señal analógica original.

GENERACIÓN Y PRE CONSTRUCCIÓN DE PCM



Modulación de Amplitud de Pulso (PAM): Mide la amplitud a intervalos regulares y genera una serie de pulsos según los resultados obtenidos en cada prueba.
Modulación PCM: Recibe los pulsos enviados por la PAM y creauna señal completamente digital, cuantificándolos. La cuantificación es un método de asignación de valores de íntegros a un rango específico. Cada valor es traducido a su equivalente binario de 8 bits (siete de número, uno de signo).

RUIDO DE CUANTIFICACIÓN





• Diferencia entre la señal de entrada y la señal v (cuantificada).
• De medio escalón.


Las diferencias entre losniveles de las señales analógicas y cuantificadas conducen a una incertidumbre que se conoce como ruido de cuantificación. El ruido de cuantificación solo puede reducirse utilizando un número mayor de niveles, sin embargo al aumentar el número de niveles se requiere también un mayor ancho de banda mayor.

CUANTIFICACIÓN NO UNIFORME Y COMPARACIÓN


Cuantificador no uniforme: A medida que la señalI/O aumenta, aumenta también el salto/cuanto.
– Saltos grandes, excursiones de la señal en rangos grandes de amplitud, ocurren en forma no frecuente.
– Saltos pequeños, necesitan mayor cobertura a expensas de los saltos grandes
–
Cuantificador no uniforme es equivalente a hacer pasar la señal por un compresor y luego aplicar la señal comprimida a un cuantificador uniforme.

Existen dosmétodos de cuantificación no uniformes que son ampliamente utilizados:
• En América: denominada Ley m
• En Europa: denominada Ley A

• Ley de compresión m:







 m y v son voltajes normalizados de entrada y salida.
 m es una ctte. >0

Para un dado valor de m, la recíproca de la pendiente de la curva de compresión que define los saltos cuánticos, está dada por la derivada de ImI,respecto de IvI








 La ley m es aproximadamente logarítmica para mImI>>1
 En USA y Japón se utiliza compresión/expansión de ley m.
 Los primeros sistemas de transmisión digital de Bell Systems utilizaban PCM de 7 bits con m = 100, los más recientes utilizan PCM de 8 bits con m = 255


 ley A definida por:





 El caso A = 1 corresponde a cuantificación uniforme. La recíproca de la pendiente de la curva de compresión está dada por la derivada de ImI respecto de IvI



Comparación: de las 2 leyes

 En Europa el ITU ha establecido el uso del compresor / expansor ley A para aproximar el proceso logarítmico.
 El comportamiento es inferior a ley m para señales pequeñas (ruido de canal inactivo).
 La ley A es de uso en Europa, Sudamérica y entodas las rutas internacionales, debiendo los países que usan ley m adaptarse para las mismas. (A = 87.6)
 Para restaurar las muestras de la señal a su nivel correcto, se deberá utilizar un dispositivo en el Rx con una característica complementaria al compresor; un expansor.
 Idealmente las leyes de compresión / expansión son complementarias excepto por el efecto de la cuantificación, la salidadel expansor deberá ser igual a la entrada del compresor: Ambos efectos COMPANSIÓN
 Tanto para ley A / ley m, el rango dinámico del compansor mejora incrementando los valores de A / m.
 La SNR para bajas señales se incrementa a expensas de la SNR de las señales de gran amplitud.
 Situación de compromiso para la elección de los valores de A / m (valores típicos A = 87.6 y m = 255)...