Com_Elec_II_07 - Escuela de Ingeniería Electrónica

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
ESCUELA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA
II SEMESTRE - 2007
Curso:
Código:
Tipo de curso:
Créditos:
Horas por semana:
Requisitos:
Correquisitos:
Suficiencia:
Asistencia:
Profesor:
Comunicaciones
EL-5511
Teórico
4
4
EL-4702,EL-4514
NO
SI
Obligatoria
Julio Stradi
PROGRAMA DEL CURSO
DESCRIPCIÓN
Cuando se desea transmitir diferentes fuentes de información ya sean analógicas o digitales
a través de un mismo canal utilizando medios electrónicos ya sea utilizando conexión física o
inalámbricos, es necesario codificar y en algunos de los casos (AM, FM, etc.) trasladar en
frecuencia los espectros banda base de cada fuente. Este proceso; denominado modulación,
constituye la etapa principal de todo sistema de comunicaciones analógicas.
Este curso aborda los conceptos básicos que permiten caracterizar un sistema de
comunicaciones analógico, tales como ancho de banda, ruido enlaces, efectos de
propagación (considerando su diseño) y los diferentes tipos de modulación analógica
utilizando la Transformada de Fourier y el análisis espectral como herramientas básicas para
el modelado.
1. OBJETIVOS GENERALES
1.1 Estudiar los conceptos básicos ligados a todo sistema de comunicaciones tales como:
distorsión, ancho de banda, densidad espectral de potencia de señales, ruido, enlaces de
comunicaciones y efectos de propagación.
1.2 Introducir al estudiante en el análisis de los diferentes métodos de modulación y
demodulación de onda continua y el efecto del ruido en ellos.
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
2.1 Explicar y describir matemáticamente los siguientes conceptos: distorsión lineal y no
lineal, característica de filtro y ancho de banda de un sistema de comunicaciones,
densidad espectral de potencia de señales, ruido térmico, relación señal a ruido.
2.2 Definir los parámetros principales de un radio-enlace terrestre/satelital y aplicar la
ecuación de pérdidas de trayectoria en su dimensionamiento.
2.3 Establecer las características principales de los diferentes métodos de modulación de
onda continua en lo que respecta a descripción matemática y fasorial, ancho de banda,
circuitería utilizada en la modulación y demodulación y susceptibilidad al ruido.
2.4 Identificar los requisitos generales de un sistema de comunicaciones analógico
2.5 Aplicar todos los tópicos desarrollados en el curso en casos de diseño de sistemas de
comunicaciones de onda continua con requerimientos específicos.
3. CONTENIDO Y CRONOGRAMA (Tiempo en semanas)
3.1 Introducción
(0.5)
3.1.1 Estructura general y requisitos de un sistema de comunicaciones
3.1.2 Capacidad de canal, ley de Hartley-Shannon
3.1.3 Señales en banda base: voz, video y datos
3.1.4 Multiplexado y modos de transmisión
3.2 Características de filtro de los sistemas lineales
(0.5)
3.2.1 Distorsión lineal y no lineal
3.2.2 Ancho de banda del sistema
3.2.3 Requisitos para la transmisión sin distorsión
3.2.4 Respuesta del filtro
3.3 Densidad espectral de energía y correlación
(2)
3.3.1 Densidad espectral de energía y potencia
3.3.2 Funciones de correlación
3.4 Ruido
(2)
3.4.1 Ruido blanco de banda limitada
3.4.2 Ruido térmico
3.4.3 Factor y temperatura de ruido, relación señal a ruido
3.5 Enlaces de comunicación
(1)
3.5.1 Atenuación de trayectoria
3.5.2 Potencia radiada isotrópica efectiva (EIRP)
3.5.3 Factor de mérito del receptor
3.5.4 Aspectos de propagación de ondas
3.6 Modulación de Doble Banda Lateral (DBL)
(2)
3.6.1 Descripción fasorial y espectral
3.6.2 Generación: superposición y mezcla, uso de dispositivos no lineales, productos
de intermodulación, detección
3.6.3 Aplicación en radiofonía AM-estéreo
3.7 Modulación de Amplitud (AM)
(1)
3.7.1 Descripción matemática, gráfica y fasorial
3.7.2 Índice de modulación
3.7.3 Espectro y ancho de banda
3.7.4 Potencia promedio
3.7.5 Circuitos generadores de AM,
3.7.6 Demodulación, detección
3.7.7 Concepto de heterodinaje
3.8 Modulación en Banda Lateral Única (BLU)
(1)
3.8.1 Descripción matemática y espectral
3.8.2 Generación por filtrado y por el método de fase
3.8.3 Detección
3.8.4 Aplicación en telefonía
3.9 Banda lateral Residual
(0.5)
3.9.1 Espectro
3.9.2 Aplicación en TV
3.10 Modulación en ángulo
(2)
3.10.1 Modulación de frecuencia, modulación de fase de banda estrecha
3.10.2 FM de banda ancha, funciones de Bessel
3.10.3 Contenido espectral, ancho de banda, consideraciones de potencia
3.10.4 Generación de FM: método directo, método indirecto, circuitos PLL (Phase
Locked-Loop)
3.11 Modulación QAM y esquemas de codificación
(1)
3.11.1 Definición y generalidades
3.11.2 Dimensionamiento y diseño de QAM
3.11.3 Codificación de señales digitales
3.12 Ruido y criterios de calidad de los enlaces
(1)
3.12.1 Ruido en amplitud modulada
3.12.2 Relación señal a ruido y el efecto umbral
3.12.3 Parámetros adicionales de ruido y calidad
4. METODOLOGÍA
Exposición magistral con prácticas de problemas en clase. No se realizarán quices formales,
en lugar de esto se le realizará preguntas orales de forma aleatoria a los estudiantes sobre la
materia cubierta o eventualmente para la resolución de ejercicios en la pizarra o en clase, en
caso de seleccionar a un estudiante que no se encuentre y del cual no medie justificación
correspondiente, no se ha reposición, el máximo de “quices orales” es 2 en todo el curso, por
lo que será responsabilidad del estudiante mantener al día los conocimientos del curso. El
desempeño del estudiante en la clase lo podrá hacer merecedor de caritas felices (+X) o
tristes (-X), cuyo valor se asigna al final de curso
5. EVALUACIÓN
Quices................................... 10%
3 Exámenes parciales .......... 60% (20% cada uno)(31/08, 05/10, 09/11)
Laboratorio de diseño .......... 10%
Trabajo final
20%
6. HORARIO DEL CURSO Y CONSULTA
Curso:
Consulta:
o telefónica
Miércoles y Viernes de 17:15 a 19 horas
Miércoles y Viernes de 19 a 20 horas o con previa coordinación vía electrónica
7. BIBLIOGRAFÍA
Cooper, Mc. G.: Modern Communications and Spread Spectrum. McGraw Hill, New York,
1986.
Couch, L.: Sistemas de Comunicación Digitales y Analógicos. Prentice-Hall, 1998.
Haykin, S.: Sistemas de Comunicación. Limusa-Wiley, México, 2002.
Hsu, Hwei P., Análisis de Fourier, Fondo Educativo Interamericano, 1986.
Hsu, Hwei P., Signals and systems, McGraw-Hill, 1995.
Lathi, B. P.: Sistemas de Comunicación. McGraw Hill.
Proakis, John G., Digital Communications. McGraw Hill.
Rappaport, T.: Wireless Communications Principles and Practice. Prentice Hall PTR, New
Jersey, 2002.
Schwarz, M.: Transmisión de Información de Información, Señal y Ruido. McGraw Hill.
Shanmugam, K. Sam; Digital and Analog Communications Systems. John Wiley & Sons.
Sierra, M., Galocha, B., Fernández, J. L.: Electrónica de Comunicaciones. Pearson Prentice
Hall, Madrid, 2003.
Stremler, F.: Sistemas de Comunicación. Addison-Wesley Iberoamericana, 1993.