Comunicaciones II - Facultad de Ingeniería

FORMATO OFICIAL DE MICRODISEÑO
CURRICULAR
FACULTAD: Ingeniería
PROGRAMA: Electrónica
1. IDENTIFICACIÓN DEL CURSO
NOMBRE DEL CURSO:
COMUNICACIONES II
CÓDIGO:30045764 No. DE CRÉDITOS ACADÉMICOS: 4
HORAS SEMANALES: 6
REQUISITOS: Comunicaciones I
ÁREA DEL CONOCIMIENTO:
Ingeniería Aplicada
UNIDAD ACADÉMICA RESPONSABLE DEL DISEÑO CURRICULAR:
COMPONENTE BÁSICO
COMPONENTE FLEXIBLE
TIEMPO (en horas) DEL TRABAJO ACADÉMICO DEL ESTUDIANTE
Actividad Académica Del
Trabajo Presencial
Estudiante
Trabajo Independiente
Total
(Horas)
Horas
96
96
192
TOTAL
96
96
192
2. PRESENTACION RESUMEN DEL CURSO
El curso inicia con el estudio de los conceptos teóricos básicos, los métodos de procesamiento
de las señales y el ruido así como los soportes necesarios para lograr la transmisión eficiente
de la información en los sistemas de telecomunicaciones. Dichos sistemas son digitales,
utilizando como soportes cables o radio. Muchos de estos conceptos, técnicas o procesos son
elementos invariantes y existentes desde hace mucho tiempo, aunque nuevos elementos
aparecen continuamente que obligan a una continua actualización de la asignatura.
3. JUSTIFICACIÓN.
Los tópicos cubiertos en el curso permiten al estudiante adquirir los fundamentos de
funcionamiento, análisis y diseño de las partes constitutivas de los sistemas de
telecomunicaciones digitales sus funciones, limitaciones y afectaciones, así como los
principios básicos del procesamiento de las señales a ser utilizadas en dichos sistemas.
4. COMPETENCIAS GENERALES
COMPETENCIAS GENERALES
INTERPRETATIVA
SABER
Describir la estructura básica de los sistemas de
comunicaciones digitales y sus funciones.
Describir y evaluar las transformaciones a
ejecutar sobre la señal para su transmisión en
forma de señal digital, es decir la codificación
digital de las señales de naturaleza análoga.
Conocer y aplicar las técnicas más
frecuentemente empleadas para la transmisión
en banda base como son los códigos de líneas y
los métodos de corrección de la interferencia
intersímbolos.
Dominar los fundamentos de los métodos de
transmisión digital con modulación de
portadora , comparándolos sobre la base de la
probabilidad de error, el ancho de banda
necesario y la complejidad técnica asociada con
cada uno de ellos.
ARGUMENTATIVA Aplicar técnicas de multiplex por división en el
tiempo para la explotación eficiente de los
sistemas de transmisión.
Enunciar y aplicar los postulados
fundamentales de la Teoría de la Información ,
reconociendo las implicaciones de dicha teoría
para el desarrollo de las comunicaciones
modernas.
Describir y aplicar las técnicas de codificación
eficiente de la información para la eliminación
de la redundancia.
Describir y aplicar las técnicas de la
codificación redundante para la detección y
corrección de los errores que se producen en la
transmisión digital de la información.
Conocer y aplicar los fundamentos de las
técnicas de espectro ensanchado.
PROPOSITIVA
HACER
El estudiante debe de estar en capacidad de
aplicar, a nivel productivo, los conocimientos
adquiridos en la solución de problemas
representativos de situaciones relevantes en la
profesión, en el área de las comunicaciones.
Describir e interpretar la función de cada bloque del modelo de un
sistema digital de transmisión.
Comparar las diferentes técnicas de codificación digital de señales
análogas.
Diseñar y calcular parámetros de sistemas de modulación por impulsos
codificados (MIC).
Diseñar sistemas simples de multiplex por división de tiempo.
Fundamentar el uso de los diferentes códigos de línea de acuerdo a la
aplicación concreta.
Evaluar y aplicar los métodos lineales y no lineales de corrección de la
interferencia intersímbolos a la solución de problemas concretos.
Valorar, comparar y analizar los distintos métodos de modulación con
moduladora digital.
Resolver problemas aplicando los conceptos de información, entropía y
capacidad de canal.
Codificar fuentes de información para hacerlas más eficientes.
Aplicar métodos de codificación redundante a la solución de problemas
para la protección contra errores de transmisión.
Elegir las técnicas de espectro ensanchado de acuerdo a las aplicaciones
particulares.
Aplicar programas profesionales de computación para el calculo y
simulación de las
partes integrantes de los sistemas de telecomunicaciones.
A través del trabajo en grupo se despertará en el estudiante el
compañerismo y los valores sociales que conlleven a la tolerancia, el
compromiso y el compartir conocimientos que estimulen una actitud
reflexiva e inteligente en la construcción de su proyecto de vida.
Contribuir a lograr rigor científico, tanto en lo que se refiere a la
aplicación de los conceptos y a la formulación de los temas, como a la
aplicación de los métodos y formas de trabajo.
Contribuir a una alta responsabilidad ética y moral para poner el
resultado de su trabajoen función de los requerimientos de la sociedad
donde vive, manteniendo una actitud responsable ante el cuidado del
medio ambiente y el desarrollo sostenible.
Contribuir a mantener la competencia profesional y por tanto la
capacidad de superación y auto preparación durante su vida laboral
activa.
Contribuir a una actitud positiva en su conducta social y correctos
hábitos de educación formal, así como alcanzar habilidades en la
comunicación social, tanto desde el punto de vista laboral como en sus
relaciones sociales generales.
SER
5. DEFINICION DE UNIDADES TEMATICAS Y ASIGNACIÓN DE TIEMPO DE
TRABAJO PRESENCIAL E INDEPENDIENTE DEL ESTUDIANTE POR CADA EJE
TEMATICO
DEDICACIÓN DEL
ESTUDIANTE (horas)
No.
NOMBRE DE LAS UNIDADES TEMÁTICAS
a) Trabajo
b) Trabajo
Presencial
Independiente
HORAS
TOTALES
(a + b)
1
UNIDAD 1. CODIFICACION DIGITAL DE SEÑALES
ANALOGAS
4
4
8
2
UNIDAD 2.
TRANSMISION DIGITAL EN BANDA
20
20
40
24
24
48
24
24
48
24
24
48
96
96
192
BASE
3.
TRANSMISION
DIGITAL
MODULACION DE PORTADORAS
UNIDAD
3
TEORÍA DE LA INFORMACION Y
CODIFICACIÓN . CODIFICACION PROTEGIDA
CONTRA ERRORES
UNIDAD 5. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS
CON ESPECTRO ENSANCHADO
UNIDAD
4
5
CON
4.
TOTAL
6. PROGRAMACION SEMANAL DEL CURSO
ACTIVIDADES Y
Unidad
No.
Temática
Semanas
1
1
2
3
1
CONTENIDOS TEMÁTICOS
Teorema del muestreo de Nyquist.
Muestreo ideal. Muestreo real. Efectos
indeseables en el muestreo real.
Codificación directa de la forma de
onda.
Fundamentos
del
PCM.
Operaciones
básicas
en
PCM.
Multiplex por división en tiempo.
Ancho de banda de PCM.
Necesidad de la disminución de la
razón
de
datos.
Compresión.
Codificaciones PCM diferencial (
DPCM ), PCM diferencial adaptativo
(ADPCM ). Modulación Delta (DM).
Modulación delta adaptativa (ADM).
Modulación Sigma Delta ( ).
Fundamentos de la codificación de subbandas y la codificación vectorial.
Codificación paramétrica de la voz.
Codificación por predicción lineal (
LPC ). Técnicas híbridas. Métodos
RELP y CELP. Análisis comparativo
de los digitalizadores de voz.
Tendencias actuales. Otras tecnologías
de voz. Fundamentos de la codificación
de video.
H. T. P.
H.T.I.
ESTRATEGIAS
PEDAGOGICAS
Exposición del docente
Clases
Laboratorio
Trabajo
Trabajo
y/o practica
dirigido
independiente
2
4
8
8
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
6
2
4
4
Comunicación
banda
base
y Exposición
del
docente.
comunicación
con
portadoras.
Formulación de problemas.
Modulación de amplitud (MA).
Ejercicios en clase
6
2
4
6
2
4
6
2
2
Evaluación
5
6
Importancia práctica de la transmisión
digital en banda base para la
transmisión de PCM, en LANs y en los
lazos de abonados digitales. Modelo
matemático de la transmisión en banda
base. Interferencia intersímbolos y sus
métodos de corrección. Criterios de
Nyquist. Realimentación de la decisión
( DFE). Detección de secuencias.
Probabilidad de error en sistemas
digitales.
Probabilidad de error en presencia de
interferencia intersímbolos. Diagramas
de ojos. Espectro de potencia de la
señal digital aleatoria. Problemática de
la codificación de línea . Principales
códigos de línea: NRZ, RZ, AMI,
HDBn, Bifase diferencial, 2B1Q y
4B3T. Sincronización de dígito o bit.
Análisis comparativo de los diferentes
códigos de línea. Sistemas banda base
actuales: PCM, Redes Locales, Lazos
de Abonados Digitales de bajas (DSL)
y altas velocidades (XDSL).
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
7
8
3y4
Necesidad de la modulación de
portadoras.
Ejemplos
prácticos
actuales. Importancia de los sistemas
multivalentes ( señales m-arias) para la
transmisión digital. Fundamentos de la
representación geométrica de las
señales. Modulación por conmutación
de amplitud (ASK). Modulación por
conmutación de frecuencia (FSK).
Modulación por conmutación de fase
(PSK) . Modulación de fase diferencial
( DPSK). Modulaciones Digitales de
BLU y BLR.
Modulación digital combinada de
amplitud y fase(APK). Modelo de
comunicación pasabanda. Modulación
de amplitud en cuadratura( QAM).
Importancia
actual
de
QAM.
Modulación y codificación conjunta
TCM ( ¨trellis coded modulation¨ ).
Principios de la recepción óptima de las
señales discretas. Diferentes conjuntos
de señales. Sincronización de dígito y
portadora. Análisis comparativo de los
sistemas con modulación de portadora
sobre la base de la probabilidad de
error, el ancho de banda y otras
características técnicas. Aplicaciones a
modems para canales telefónicos,
microondas
digitales,
sistemas
satelitales y otros.
Exposición
del
docente.
6
2
4
6
2
4
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Evaluación
9
10
11
4y5
12
Desarrollo histórico. Medida de la
información.
Entropía.
Entropía
máxima. Estudio de las fuentes de
información. Fuentes sin y con
memoria. Extensión de orden n de una
fuente de información. Concepto de
redundancia. Fuentes continuas. Canal
de comunicación. Diferentes tipos de
canal. Canales discretos y continuos.
Magnitudes de transmisión: entropías
del transmisor, el receptor, conjuntas y
condicionales.Transinformación. Flujo
de transinformación ( Rate). Capacidad
de los canales. Observador ideal.
Segundo teorema de Shannon. Ley de
Shannon-Hartley.
Consecuencias
prácticas de la Ley de ShannonHartley.
Fundamentos
de
la
codificación eficiente. Longitud media
de palabra y eficiencia de un código.
Exposición
Primer teorema de Shannon. Técnicas
de codificación eficiente de datos
(compresión). Códigos de Huffman y
otros. Implicaciones prácticas de la
Teoría de la Información para el
desarrollo de los sistemas de
comunicaciones modernos.
Exposición
del
docente.
6
2
4
6
2
4
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
del
docente.
4
2
2
4
4
2
2
4
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Evaluación
Fundamentos de la protección contra Exposición
errores. Representación matemática de
del
docente.
13
los códigos bloque. Concepto de
distancia. Capacidad detectora y
correctora de un código y su relación
con la distancia. Métodos empleados
para la protección contra errores: ARQ
y FEC.
Códigos cíclicos : fundamentos ,
implementación
y
aplicaciones.
Ejemplos de algunos códigos cíclicos
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
4
2
2
4
4
2
2
4
6
2
4
6
2
4
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
14
Códigos convolucionales: fundamentos Exposición
del
docente.
, implementación y aplicaciones
Formulación de problemas.
actuales en las técnicas FEC.
Elementos del algoritmo de Viterbi.
Ejercicios en clase
15
Introducción. Desarrollo histórico.
Fundamentos teóricos del espectro
ensanchado. Ensanchamiento directo y
por saltos de frecuencias. Comparación
mutua.
Ganancia
de
procesamiento.Comportamiento de los
sistemas con espectro ensanchado ante
interferencias de banda estrecha y
banda ancha.
Espectro ensanchado y efecto de
multitrayectoria.
Códigos
ensanchadores. Acceso múltiple por
división de códigos (CDMA). Ejemplos
de sistemas actuales de espectro
ensanchado.
5
16
Evaluación
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Exposición
del
docente.
Formulación de problemas.
Ejercicios en clase
Evaluación
H. T. P. = Horas De trabajo presencial
H. T. I. = Horas de trabajo independiente
7. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
UNIDAD TEMÁTICA
ESTRATEGIA DE EVALUACION
PORCENTAJE (%)
UNIDAD 1
CODIFICACION
DIGITAL DE
SEÑALES ANALOGAS
UNIDAD 2.
TRANSMISION
DIGITAL EN BANDA
BASE
UNIDAD 3.
TRANSMISION
DIGITAL CON
MODULACION DE
PORTADORAS
Evaluación escrita
UNIDAD 4.
TEORÍA DE LA
INFORMACION Y
CODIFICACIÓN .
CODIFICACION
PROTEGIDA CONTRA
ERRORES
UNIDAD 5.
INTRODUCCIÓN A
LOS SISTEMAS CON
ESPECTRO
ENSANCHADO
Trabajo en grupo:5% Evaluación 20%
10%
Trabajo en grupo:10% Evaluación 20%
escrita:10%
Exposición estud. 5% Evaluación 20%
escrita:15%
escrita :15%
Evaluación escrita
15%
Laboratorio
15%
8. BIBLIOGRAFÍA
a.
Bibliografía Básica:
Bruce Carlson: Communication Systems
McGraw-Hill International Editions, Third Edition
b. Bibliografía Complementaria:
Wayne Tomasi: Sistemas de Comunicaciones Electrónicas
Prentice – Hall Hispanoamericana, 2da. Edición
Ferrel G. Stremler: Sistemas de Comunicaciones
Editorial Alfaomega
Infante,A.L.: Transmisión de Datos
D. Torres
Ed. ENPES, Universidad de Oriente , Santiago de Cuba.
Robert C. Dixon : Spread Spectrum Systems with commertial applications.
John Wiley & Sons Inc. ISBN 0-471-59342-7.
OBSERVACIONES
DILIGENCIADO POR : Ing., Esp., G. Martínez B.
FECHA DE DILIGENCIAMIENTO: Julio 2006