Comunicaciones Digitales y sus Ventajas
Regeneración de una Señal Digital
Cuando una señal digital atraviesa un canal, la señal recibida por el receptor está degradada debido a los efectos de la distorsión y el ruido. La regeneración es un procedimiento que permite recuperar una señal idéntica a la del emisor mediante el uso de un regenerador. Este procedimiento es aplicable solo a señales de línea digitales.
El regenerador es un tipo de repetidor diseñado para transmisiones digitales, que obtiene a la salida del mismo impulsos idénticos a los del emisor de la fuente, aunque en su entrada los impulsos estén distorsionados y contaminados por el ruido.
Inmunidad al Ruido de una Señal Digital
Las comunicaciones digitales tienen cierto grado de inmunidad a las perturbaciones de la transmisión, que no comparten las comunicaciones analógicas. La principal razón de esto es que se han impuesto las comunicaciones digitales sobre las analógicas, ya que existen procedimientos para digitalizar las señales analógicas, transmitirlas y reconstruir la señal en el extremo receptor.
La regeneración puede aplicarse a través de la transmisión colocando repetidores equiespaciados cuya función principal es amplificar la señal para evitar su desaparición. En caso de que la señal sea digital, puede aplicarse la repetición regenerativa, que incluye la decisión sobre símbolos presentes, de modo que siempre se parte de una señal nueva.
Tratamiento Digital de las Señales (DSP)
El procesamiento digital de señales o DSP es la manipulación matemática de una señal de información para modificarla o mejorarla en algún sentido. Se caracteriza por la representación en el dominio del tiempo discreto, en el dominio de la frecuencia discreta u otro dominio discreto de señales por medio de una secuencia de números o símbolos y el procesamiento de esas señales.
Esto se puede conseguir mediante un sistema basado en un procesador o microprocesador que posee un juego de instrucciones, un hardware y un software optimizados para aplicaciones que requieran operaciones numéricas a muy alta velocidad. Debido a esto, es especialmente útil para el procesamiento y representación de señales analógicas en tiempo real.
Codificación de la Fuente para Comprimir el Mensaje a Transmitir
La codificación de la fuente consiste en codificar (asignar) códigos binarios a información cuyo origen es textual/caracteres o analógico. La información digital binaria por naturaleza es generada en formato binario por lo que no requiere de este proceso, sino más bien de entramado. La información analógica requiere de un proceso de conversión Analógico-a-Digital (A/D) antes de que pueda ser codificada.
Cifrado
Dado un mensaje en claro, es decir, mensaje reconocible, al que se le aplique un algoritmo de cifrado, se generará como resultado un mensaje cifrado que solo podrá ser descifrado por aquellos que conozcan el algoritmo utilizado y la clave que se ha empleado. En analógico, se pueden barajar segmentos temporales o bandas de frecuencia; es limitado y tiene inconvenientes (retardo, etc.): En digital, se trabaja con números.
Redundancia en la Codificación del Canal
En la codificación del canal es posible detectar y corregir errores en las transmisiones digitales. La idea fundamental de esto es añadir redundancia, es decir, consiste en agregar uno o más bits a cada símbolo o palabra de código de forma tal que el número total de bits de un símbolo sea par o impar.
Codificación Digital: PCM
Es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits. Se toman muestras a intervalos de tiempo regulares, y de cada muestra existen una serie de posibles valores. A través del proceso de muestreo, la onda se transforma en código binario el cual puede ser fácilmente manipulado y almacenado. En realidad, no se trata de ningún tipo de modulación sino de una técnica de codificación de la fuente.
Codificador de Sub-Bandas
La codificación de sub-bandas es un método de codificación en el dominio de la frecuencia y saca provecho de las características espectrales de la voz. ADPCM es un codificador de forma de onda basado en DCPM que añade algunas funcionalidades.
Codificador Vía Transformación
Se aplican sobre una transformación de las muestras de la señal (elegida para concentrar la información). La codificación por transformación es un tipo de compresión de datos para datos»naturale» como señales de audio o imágenes fotográficas.
Codificación por Voz
Su finalidad es transmitir o almacenar digitalmente la senal de voz de forma eficiente. Las tecnicas para codificar la voz pretenden reducir el volumen de informacion necesario para almacenar o transmitir una senal de voz, de forma que la perdida de calidad de la senal decodificada respecto a la senal sin comprimir sea lo menor posible. Podemos dividir varios grupos los algoritmos existentes: -Codificacion de forma de onda: su objetivo es preservar la forma de onda de la senal y generalmente funcionan muestra a muestra. Son sistemas de muy bajo coste computacional y muy bajo retardo, que proporcionan una calidad excelente, practicamente indistinguible de la voz original. Por ultimo, debe indicarse que requieren regimenes binarios elevados, en el entorno de 32 kb/s -Vocoders: Su objetivo no es preservar la forma de onda de la senal de voz, sino las caracteristicas perceptualmente relevantes de esta. Para ello asumen el modelo de produccion descrito anteriormente, y su funcionamiento se basa en la estimacion y la transmision de los parametros de este modelo. -Codificadores de analisis por sintesis: Pretenden cubrir un rango de velocidades intermedio, incorporando para ellos conceptos basicos de los dos grupos anteriores:emplean un modelo de produccion y la excitacion se determina con el fin de que la voz sintetizada sea lo mas proxima a la original, como persiguen los codificadores en forma de onda