Telecomunicaciones

Apuntes SEC. UIB

1. Características básicas de emisores y receptores
1.1 Comunicaciones RF El esquema más general de un sistema de comunicaciones es el de la figura 1.1

Señal g(t)

Emisor

Canal

Receptor

Información

Fig. 1.1 Sistema de comunicaciones g(t) es una señal, magnitud eléctrica que varía en el tiempo de acuerdo con la información, que se quiere transmitir. Porejemplo la salida de un micrófono o de un puerto de ordenador. Se denomina señal en banda base. Canal es el medio físico que debe atravesar la señal para llegar a su destino. Por ejmplo cable eléctrico, aire ó fibra óptica. Cuando se envía g(t) directamente por el canal se habla de transmisión en banda base. En general no es posible porque g(t) no se propaga por el canal, o porque se quiere compartir elcanal entre varias señales sin que se interfieran (multiplexado). Así que, lo habitual es poner un emisor que modifica g(t) para adaptarla al canal (mejorar su propagación) y un receptor al otro extremo del canal para volver a recuperar la información contenida en g(t). Cuando el canal es la atmósfera (aire) la propagación se hace en forma de ondas electromagnéticas de radiofrecuencia (RF). Sehabla entonces de sistemas de comunicación RF. En la Tabla 1.1 se indican los nombres que reciben estas ondas en función de su frecuencia Tabla 1.1 Denominación de las bandas de RF Nombre Low frequency Medium frequency High frequency Very high frequency Ultra high frequency Super high frequency Rango < 300 kHz < 3 MHz < 30 MHz < 300 MHz < 3 GHz < 30 GHz

(LF) (MF) (HF) (VHF) (UHF) (SHF)

Elobjetivo de este curso es conocer el funcionamiento de los subsistemas que componen el conjunto emisor/receptor, esencialmente para comunicaciones RF, pero su aplicación es más general.

1.1

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1.2 Evolución de las comunicaciones RF Las inició Guillermo Marconi en 1901 con la telegrafía sin hilos. Pero ahora la forma tradicional es la Radiodifusión y la Televisión analógica enuna banda de frecuencias que van de al MF a la VHF. Por ejemplo la radiodifusión comercial emite en amplitud modulada (AM) en la banda de MF, entre 545 kHz y 1545 kHz, y en frecuencia modulada (FM) emite en la banda de VHF, entre 88 MHz y 107 MHz. El esquema general de la radiodifusión es el que se muestra en la figura 1.2

Señal g(t)

Emisor

Receptor

Información

Fig. 1.2 Sistema decomunicaciones RF La antena, , es el transductor que convierte la señal eléctrica en ondas electromagnéticas de RF. Pero la señal que llega a la antena tiene que tener la frecuencia apropiada (RF). A menudo la señal a la salida del emisor, la que llega a la antena, es una señal modulada que tiene la forma x(t) = g(t)·cos(ωC t) donde ωC es la frecuencia angular (o simplemente frecuencia) portadora enRF. La modulación consiste en trasladar el espectro (componentes frecuenciales) de la señal g(t) desde la componente continua, ω = 0, hasta ωC. Sucede además que el espectro se dobla alrededor de ωC, es decir, aparece una copia especular del espectro además del inicial, pero esto por el momento es accesorio. Esta operación se muestra en la Fig. 1.3. Espectro de la señal en banda base Espectro dela señal RF X(ω) Β

G(ω)

ωmax

ω

ωC

ω

Fig. 1.3 Operación de traslado en frecuencia que realiza el emisor La señal g(t) es una señal paso bajo, ω < ωmax, mientras que la señal x(t) es una señal paso banda, (ωC − Β/2) < ω < (ωC + B/2), donde B es el ancho de banda. Naturalmente el receptor debe realizar la operación inversa. Aplicaciones más recientes de las comunicaciones RF son losteléfonos celulares y PCS (personal communication system) en UHF, entre 900 MHz y 2.4 GHz.

1.2

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Otras aplicaciones recientes son: WLAN (wireless local area network) entre 900 MHz y 2.4 GHz, en UHF GPS (global positioning system) a 1.5 GHz, en UHF RF ID’s (sistemas de identificación RF) entre 900 MHz y 2.4 GHz, en UHF Home Satellite Network a 10 GHz, en SHF La mejor...