Estructura generalizada del canal de comunicación. Series generalizadas de Fourier y sistemas de funciones básicas.

Todos los días las personas se enfrentan al uso de dispositivos electrónicos. La vida moderna es imposible sin ellos. Después de todo, estamos hablando de televisión, radio, computadora, teléfono, multicocina, etc. Anteriormente, hace apenas unos años, nadie pensaba en qué señal se utilizaba en cada dispositivo en funcionamiento. Ahora bien, las palabras “analógico”, “digital”, “discreto” existen desde hace mucho tiempo. Algunos tipos de señales enumeradas son confiables y de alta calidad.

La transmisión digital se empezó a utilizar mucho más tarde que la analógica. Esto se debe al hecho de que dicha señal es mucho más fácil de mantener y la tecnología en ese momento no había mejorado tanto.

Cada persona se encuentra todo el tiempo con el concepto de “discreción”. Si traduces esta palabra del latín, significará "discontinuidad". Profundizando en la ciencia, podemos decir que una señal discreta es un método de transmisión de información, lo que implica un cambio en el tiempo del medio portador. Este último toma cualquier valor de todos los posibles. Ahora la discreción está pasando a un segundo plano, después de que se tomó la decisión de producir sistemas en un chip. Son holísticos y todos los componentes interactúan estrechamente entre sí. En discreción, todo es exactamente al revés: cada detalle se completa y se conecta con otros a través de líneas de comunicación especiales.

Señal

Una señal es un código especial que se transmite al espacio mediante uno o más sistemas. Esta formulación es general.

En el ámbito de la información y las comunicaciones, una señal es un soporte de datos especial que se utiliza para transmitir mensajes. Puede crearse, pero no aceptarse; esta última condición no es necesaria. Si la señal es un mensaje, entonces se considera necesario "captarla".

El código descrito está especificado por una función matemática. Caracteriza todos los posibles cambios en los parámetros. En la teoría de la ingeniería de radio, este modelo se considera básico. En él, el ruido se denominaba análogo de la señal. Representa una función del tiempo que interactúa libremente con el código transmitido y lo distorsiona.

El artículo describe los tipos de señales: discretas, analógicas y digitales. También se proporciona brevemente la teoría básica sobre el tema descrito.

Tipos de señales

Hay varias señales disponibles. Veamos qué tipos hay.

1. Según el soporte físico del soporte de datos, se dividen en señales eléctricas, ópticas, acústicas y electromagnéticas. Hay varias otras especies, pero son poco conocidas.
2. Según el método de emisión, las señales se dividen en regulares e irregulares. Los primeros son métodos deterministas de transmisión de datos, que están especificados por una función analítica. Los aleatorios se formulan utilizando la teoría de la probabilidad y también toman cualquier valor en diferentes períodos de tiempo.
3. Dependiendo de las funciones que describen todos los parámetros de la señal, los métodos de transmisión de datos pueden ser analógicos, discretos, digitales (un método que está cuantificado en nivel). Se utilizan para alimentar muchos aparatos eléctricos.

Ahora el lector conoce todos los tipos de transmisión de señales. A nadie le resultará difícil entenderlos; lo principal es pensar un poco y recordar el curso de física de la escuela.

¿Por qué se procesa la señal?

La señal se procesa para transmitir y recibir información que está cifrada en ella. Una vez extraído, se puede utilizar de diversas formas. En algunas situaciones se reformateará.

Hay otra razón para procesar todas las señales. Consiste en una ligera compresión de frecuencias (para no dañar la información). Después de esto, se formatea y se transmite a baja velocidad.

Las señales analógicas y digitales utilizan técnicas especiales. En particular, filtrado, convolución, correlación. Son necesarios para restablecer la señal si está dañada o tiene ruido.

Creación y formación

A menudo, se necesita un convertidor analógico a digital (ADC) para generar señales. En la mayoría de los casos, ambos se utilizan sólo en situaciones en las que se utilizan tecnologías DSP. En otros casos, bastará con utilizar un DAC.

Al crear códigos analógicos físicos con el uso posterior de métodos digitales, se basan en la información recibida, que se transmite desde dispositivos especiales.

rango dinámico

Se calcula por la diferencia entre los niveles de volumen más altos y más bajos, que se expresan en decibeles. Depende completamente del trabajo y de las características de la actuación. Estamos hablando tanto de pistas musicales como de diálogos habituales entre personas. Si tomamos, por ejemplo, un locutor que lee las noticias, entonces su rango dinámico oscila entre 25 y 30 dB. Y al leer cualquier obra, puede subir hasta los 50 dB.

señal analógica

Una señal analógica es un método de transmisión de datos continuo en el tiempo. Su desventaja es la presencia de ruido, que en ocasiones provoca una pérdida total de información. Muy a menudo surgen situaciones en las que es imposible determinar dónde se encuentran los datos importantes en el código y dónde se encuentran las distorsiones habituales.

Es por esto que el procesamiento de señales digitales ha ganado gran popularidad y está reemplazando gradualmente al analógico.

señal digital

Una señal digital es especial; se describe mediante funciones discretas. Su amplitud puede tomar un valor determinado de los ya especificados. Si una señal analógica es capaz de llegar con una gran cantidad de ruido, entonces una señal digital filtra la mayor parte del ruido recibido.

Además, este tipo de transmisión de datos transfiere información sin carga semántica innecesaria. Se pueden enviar varios códigos a la vez a través de un canal físico.

No existen tipos de señal digital, ya que se destaca como un método de transmisión de datos separado e independiente. Representa una secuencia binaria. Hoy en día, esta señal se considera la más popular. Esto se debe a la facilidad de uso.

Aplicación de una señal digital.

¿En qué se diferencia una señal eléctrica digital de otras? Porque es capaz de realizar una regeneración completa en el repetidor. Cuando una señal con la más mínima interferencia llega a un equipo de comunicación, inmediatamente cambia de forma a digital. Esto permite, por ejemplo, que una torre de televisión vuelva a generar señal, pero sin el efecto de ruido.

Si el código llega con grandes distorsiones, lamentablemente no se podrá restaurar. Si comparamos las comunicaciones analógicas, en una situación similar un repetidor puede extraer parte de los datos, gastando mucha energía.

Cuando se habla de comunicaciones móviles de diferentes formatos, si hay una fuerte distorsión en una línea digital, es casi imposible hablar, ya que no se pueden escuchar palabras o frases enteras. En este caso, la comunicación analógica es más eficaz porque se puede seguir dialogando.

Precisamente debido a estos problemas, los repetidores muy a menudo forman una señal digital para reducir la brecha en la línea de comunicación.

señal discreta

Hoy en día, todo el mundo utiliza un teléfono móvil o algún tipo de "marcador" en su ordenador. Una de las tareas de los dispositivos o software es transmitir una señal, en este caso un flujo de voz. Para transportar una onda continua, se requiere un canal que tenga el nivel más alto de rendimiento. Por eso se tomó la decisión de utilizar una señal discreta. No crea la ola en sí, sino su apariencia digital. ¿Por qué? Porque la transmisión proviene de la tecnología (por ejemplo, un teléfono o una computadora). ¿Cuáles son las ventajas de este tipo de transferencia de información? Con su ayuda, se reduce la cantidad total de datos transmitidos y el envío por lotes también es más fácil de organizar.

El concepto de "muestreo" se utiliza desde hace mucho tiempo en el trabajo de la tecnología informática. Gracias a esta señal, no se transmite información continua, que está completamente codificada con símbolos y letras especiales, sino datos recopilados en bloques especiales. Son partículas separadas y completas. Este método de codificación ha quedado relegado a un segundo plano durante mucho tiempo, pero no ha desaparecido por completo. Se puede utilizar para transmitir fácilmente pequeños fragmentos de información.

Comparación de señales digitales y analógicas.

A la hora de comprar equipos, casi nadie piensa en qué tipos de señales se utilizan en tal o cual dispositivo, y más aún en su entorno y naturaleza. Pero a veces todavía hay que entender los conceptos.

Hace tiempo que está claro que las tecnologías analógicas están perdiendo demanda porque su uso es irracional. A cambio viene la comunicación digital. Necesitamos entender de qué estamos hablando y qué es lo que la humanidad rechaza.

En resumen, una señal analógica es un método de transmisión de información que implica describir datos en funciones continuas del tiempo. De hecho, hablando específicamente, la amplitud de las oscilaciones puede ser igual a cualquier valor dentro de ciertos límites.

El procesamiento de señales digitales se describe mediante funciones de tiempo discreto. En otras palabras, la amplitud de las oscilaciones de este método es igual a valores estrictamente especificados.

Pasando de la teoría a la práctica, hay que decir que la señal analógica se caracteriza por las interferencias. No existen tales problemas con lo digital, porque los “suaviza” con éxito. Gracias a las nuevas tecnologías, este método de transferencia de datos es capaz de restaurar por sí solo toda la información original sin la intervención de un científico.

Hablando de televisión, ya podemos decir con confianza: la transmisión analógica ha dejado de ser útil hace mucho tiempo. La mayoría de los consumidores están cambiando a una señal digital. La desventaja de este último es que, si bien cualquier dispositivo puede recibir transmisión analógica, un método más moderno solo requiere equipo especial. Aunque la demanda de este método obsoleto ha disminuido desde hace tiempo, este tipo de señales todavía no pueden desaparecer por completo de la vida cotidiana.

COINCIDIR LA SEÑAL CON EL CANAL

La velocidad de transmisión de la información de medición determina la eficiencia del sistema de comunicación incluido en el sistema de medición.

Diagrama simplificado sistema de medición se muestra en la Fig. 175.

Normalmente, el transductor de medida primario convierte la cantidad medida en una señal eléctrica X (t), que debe ser enviado por canal de comunicación. Dependiendo de cuál sea el canal de comunicación (alambre o cable eléctrico, guía de luz, medio acuático, aire o espacio sin aire), los portadores de información de medición pueden ser corriente eléctrica, un haz de luz, vibraciones sonoras, ondas de radio, etc. Seleccionar un operador es el primer paso para hacer coincidir la señal con el canal..

Las características generalizadas del canal de comunicación son tiempo T a, en durante el cual se proporciona para transmitir información de medición, ancho de banda F a y rango dinámico N to, que se entiende como la relación entre la potencia permitida en el canal y la potencia de las interferencias inevitablemente presentes en el canal, expresada en decibelios. Trabajar

llamado Capacidad del canal.

Se presentan características de señal generalizadas similares. tiempo Ts, durante el cual se transmite la información de medición, ancho del espectro FC y rango dinámico Hc es la relación entre la potencia de señal más alta y la potencia más baja que debe distinguirse de cero para una calidad de transmisión determinada, expresada en decibelios. Trabajar

llamado volumen de la señal.

La interpretación geométrica de los conceptos introducidos se muestra en la Fig. 176.

La condición para hacer coincidir una señal con un canal que asegure la transmisión de información de medición sin pérdidas ni distorsiones en presencia de interferencia es el cumplimiento de la desigualdad.

cuando el volumen de la señal "encaja" completamente en la capacidad del canal. Sin embargo, la condición para hacer coincidir la señal con el canal puede cumplirse incluso cuando algunas (pero no todas) de las últimas desigualdades no se cumplen. En este caso, es necesario el llamado transacciones de cambio, en el que hay una especie de “intercambio” de la duración de la señal por el ancho de su espectro, o el ancho del espectro por el rango dinámico de la señal, etc.

Ejemplo 82. Una señal con un ancho espectral de 3 kHz debe transmitirse a través de un canal cuyo ancho de banda sea de 300 Hz. Esto se puede hacer grabándolo primero en una cinta magnética y reproduciéndolo durante la transmisión a una velocidad 10 veces menor que la velocidad de grabación. En este caso, todas las frecuencias de la señal original disminuirán 10 veces y el tiempo de transmisión aumentará en la misma cantidad. La señal recibida también deberá grabarse en una cinta magnética. Luego reprodúzcalo a 10 veces la velocidad, será posible reproducir la señal original.

De manera similar, es posible transmitir una señal duradera en poco tiempo si el ancho de banda del canal es más amplio que el espectro de la señal.

En canales con interferencia aditiva no correlacionada

donde P c y P p son las potencias de la señal y la interferencia, respectivamente. Al transmitir señales eléctricas, la relación

puede considerarse como el número de niveles de cuantificación de la señal que garantizan una transmisión sin errores. De hecho, con el paso de cuantificación seleccionado, una señal de cualquier nivel no puede confundirse con una señal de un nivel adyacente debido a la influencia de la interferencia. Si ahora imaginamos la señal como un conjunto de valores instantáneos tomados de acuerdo con el teorema de V.A. Kotelnikov a intervalos D t= ,

luego, en cada uno de estos momentos en el tiempo corresponderá a uno de los niveles, es decir puede tener uno de norte valores igualmente probables, lo que corresponde a la entropía

Después de que el dispositivo receptor registre uno de los niveles en un momento fijo, la entropía (a posteriori) será igual a 0 y la cantidad de información (la cantidad de información transmitida en un momento discreto)

Dado que toda la señal se transmite norte= 2 F c T con cuantos, entonces la cantidad de información contenida en él

directamente proporcional al volumen de la señal. Para transmitir esta información en el tiempo Tk, es necesario asegurar la velocidad de transmisión.

Si la señal y el canal son consistentes y T c = T c; Fc = Fk, entonces

Este Fórmula de K. Shannon para la capacidad máxima del canal.Establece la velocidad máxima para la transferencia de información sin errores.. En Tc< T к скорость может быть меньшей, а при Т с >Los errores son posibles.

La dependencia de la capacidad máxima del canal de la relación señal-ruido para varios valores de ancho de banda se muestra en la Fig. 177. La naturaleza de esta dependencia es diferente para proporciones grandes y pequeñas.

aquellos. La dependencia de la capacidad del canal de la relación señal/ruido es logarítmica.

Si “1”, entonces a pesar de que R p » R c, todavía es posible una transmisión sin errores, pero a una velocidad muy baja. En este caso, la expansión es válida.

en el que podemos limitarnos al primer término. Teniendo en cuenta que log e = 1,443, obtenemos

Por tanto, para relaciones señal-ruido pequeñas, la dependencia del rendimiento de la relación señal-ruido es lineal.

La dependencia del rendimiento del ancho de banda del canal en sistemas reales es más compleja que simplemente lineal. La potencia de la interferencia de ruido en la entrada del dispositivo receptor depende del ancho de banda del canal. Si el espectro de interferencia es uniforme, entonces

donde G es la densidad de potencia espectral de la interferencia, es decir potencia de interferencia por unidad de banda de frecuencia. Entonces

La potencia de la señal se puede expresar en términos de la misma densidad espectral si tenemos en cuenta equivalente banda de frecuencia F e:

Dividiendo ambos lados de esta expresión por F e, obtenemos:

La naturaleza de esta dependencia se muestra en la Fig. 178. Es importante señalar que a medida que aumenta el ancho de banda del canal, su capacidad no aumenta indefinidamente, sino que tiende a un cierto límite. Esto se debe al aumento del ruido en el canal y al deterioro de la relación señal-ruido en la entrada del dispositivo receptor. El límite al que tiende c al aumentar F k se puede determinar utilizando la ya conocida expansión en serie de la función logarítmica para F k grande. Entonces si

Por tanto, el valor máximo al que tiende la capacidad máxima del canal a medida que aumenta su ancho de banda es proporcional a la relación entre la potencia de la señal y la potencia de interferencia por unidad de banda de frecuencia. Obviamente, esto lleva a la siguiente conclusión práctica: para aumentar la capacidad máxima del canal, es necesario aumentar la potencia del dispositivo transmisor y utilizar un dispositivo receptor con un nivel mínimo de ruido en la entrada.

Junto con la eficiencia, el segundo indicador más importante de la calidad de un sistema de comunicación es la inmunidad al ruido. Cuando se transmite información de medición en forma analógica, se evalúa por la desviación de la señal recibida de la transmitida. La inmunidad al ruido de los canales de comunicación discretos se caracteriza por probabilidad de error Rosh (la relación entre el número de caracteres recibidos erróneamente y el número total de transmitidos) y está relacionado con él por la dependencia

Si, por ejemplo, Рosh = 10 -5, entonces æ = 5; si Rosh = 10 -6, entonces æ = 6.

Una forma eficaz de aumentar la inmunidad al ruido al transmitir información de medición en forma analógica y interferencias no correlacionadas es acumulación. La señal se transmite varias veces y con la suma coherente de todas las implementaciones recibidas se suman sus valores en los momentos correspondientes, mientras que la interferencia en estos momentos, al ser aleatoria, se compensa parcialmente. Como resultado, aumenta la relación señal-ruido y aumenta la inmunidad al ruido. De manera similar, la idea de acumulación se implementa cuando se transmite información de medición a través de un canal discreto.

Ejemplo 83. Sea la naturaleza de la interferencia tal que pueda confundirse con una señal (es decir, 0 puede confundirse con 1). Cuando se transmite mediante código Baudot, la combinación 01001 se recibe tres veces en la forma:

Si el sumador es un dispositivo que no funciona cuando aparece al menos un cero en la columna, entonces la combinación se aceptará correctamente siempre que cada cero haya sido aceptado correctamente al menos una vez.

Si durante una transmisión la probabilidad de errores independientes se indica como Posh, entonces después NORTE- Si la transmisión se repite varias veces, será igual a Rosh. Por tanto, la inmunidad al ruido después de norte retransmisiones

donde ae - Inmunidad al ruido durante la transmisión única. Por tanto, la inmunidad al ruido durante la acumulación aumenta con el número de repeticiones.

Una de las formas de aumentar la inmunidad al ruido también es Aplicación de códigos de corrección.

Una mayor inmunidad al ruido se logra aumentando la redundancia y, más generalmente, aumentando el volumen de la señal con la misma cantidad de información de medición. En este caso, se debe mantener la condición de hacer coincidir la señal con el canal. Si se cumple esta condición y T c = T k; Н с = Н к La transmisión de información de medición mediante oscilaciones de alta frecuencia con modulación de amplitud es más resistente al ruido que la transmisión directa de señales, porque en el caso de, por ejemplo, la modulación de tono ocupa el doble de la banda de frecuencia. A su vez, el uso de modulación profunda de frecuencia o fase, debido a la expansión del espectro, aumenta aún más la inmunidad al ruido del sistema de comunicación. En este sentido, resulta prometedor utilizar no simple

señales que

F c T c ≈ 1, A complejo,

para cual

Los requisitos de eficiencia e inmunidad al ruido de los sistemas de comunicación son contradictorios. Invitan, por un lado, a reducir y, por otro, a aumentar el volumen de la señal, sin violar las condiciones de su coordinación con el canal y sin cambiar la cantidad de información contenida en ella. Satisfacer estos requisitos implica la síntesis de soluciones técnicas óptimas.

Comunicación, comunicación, radioelectrónica y dispositivos digitales.

Volumen de señal y volumen de canal. Por ejemplo, al estudiar las condiciones para el paso de una señal de radio entre un teléfono celular y una estación base de un canal de radio, se entiende por canal de comunicación el espacio entre las antenas de un teléfono celular y la estación base al sintetizar un óptimo Receptor demodulador, conjunto de medios técnicos desde la salida del modulador del dispositivo transmisor hasta la entrada del demodulador del dispositivo receptor y el medio de propagación de la señal. La parte del sistema de comunicación ubicada antes de la entrada del canal es una fuente de señal para él, y la parte...

Principales características clasificación de los canales de transmisión y telecomunicaciones por tipos de mensajes. Volumen de señal y volumen de canal.

En la literatura científica, técnica y educativa existente dedicada a diversos sistemas de comunicación, no existe un concepto único y específico de "canal de comunicación". Por lo general, se entiende por canal de comunicación una parte de un sistema de comunicación, cuyas características en el proceso de su investigación (análisis o síntesis) pueden asumirse como conocidas y sin cambios o, por el contrario, una parte de un sistema de comunicación que está siendo investigado. Así, por ejemplo, al estudiar las condiciones para el paso de una señal de radio entre un teléfono celular y una estación base (canal de radio), se entiende por canal de comunicación el espacio entre las antenas de un teléfono celular y la estación base; sintetizando un receptor óptimo (demodulador) un conjunto de medios técnicos desde la salida del modulador del dispositivo transmisor hasta la entrada del demodulador del dispositivo receptor y el medio de propagación de la señal.

Parte del sistema de comunicación ubicado aguas arriba de la entrada del canal., es la fuente de la señal y la parte del sistema ubicada después de la salida del canal es su destinatario.

A pesar de una definición tan vaga, los canales de comunicación tienen ciertas características comunes y pueden clasificarse según ellas.

Las principales características de la clasificación de canales son:

1) finalidad del sistema (tipo de mensajes transmitidos): teléfono, telégrafo, facsímil, radiodifusión de audio, transmisión de datos, televisión, telemetría y mixtos;

2) tipo de medio de propagación: cableado (aérea, cable, fibra óptica), guía de ondas, radio;

3) rango de frecuencia: para fines de telecomunicaciones, de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones, se utilizan nueve rangos de frecuencia: del cuarto (VLF VHF) al duodécimo (decimilímetro VHF) (Tabla 1.2.1);

4) la naturaleza de las señales a la entrada y salida del sistema:

Las señales de los canales continuos (analógicos) en la entrada y salida son continuas;

Las señales discretas (por nivel) en la entrada y salida son discretas;

Discreta-continua o continua-discreta (semicontinua) la señal en la entrada es discreta, la salida es continua o viceversa.

Cada canal discreto o semicontinuo contiene un canal continuo dentro de sí mismo. La discreción y continuidad del canal no está relacionada con la naturaleza de los mensajes transmitidos: se pueden transmitir mensajes discretos a través de un canal continuo y mensajes continuos a través de uno discreto.

Las características comunes de los canales continuos son:

a) la mayoría de los canales pueden considerarse lineales. En tales canales, la señal de salida es la suma de las respuestas de las señales de entrada individuales y la interferencia (aplicamos el principio de superposición), y los productos de transformaciones no lineales en el canal son pequeños en comparación con las señales de salida;

b) siempre hay ruido en la salida del canal, incluso en ausencia de una señal útil;

c) la señal, cuando se transmite por el canal, sufre un retardo de tiempo y una atenuación de nivel;

d) en los canales reales siempre hay distorsiones de la señal causadas por características imperfectas del canal y, a menudo, cambios en los parámetros del canal a lo largo del tiempo.

Hay canales puramente de tiempo (con parámetros agrupados), en los que las señales de entrada y salida se describen mediante funciones de un parámetro escalar (tiempo t ), y canales espacio-temporales (con parámetros distribuidos), en los que las señales de entrada y (o) salida se describen mediante funciones de más de un parámetro escalar (por ejemplo, tiempo t y coordenadas espaciales x, y, z). Estas señales se llaman campos

Los canales también se clasifican según los siguientes criterios:

Ancho de banda de frecuencias ocupadas por el canal (canal de frecuencia de voz, canales de banda ancha);

Velocidad de transmisión (canal digital principal, canal digital de grupo primario, secundario, terciario, cuaternario);

Método de organización de la comunicación bidireccional (dos hilos de un solo lado, dos hilos de dos vías, cuatro hilos de un solo lado);

Longitud o característica territorial (internacional, interurbana, autovía, zonal y local).

1.5.2 Parámetros básicos de los canales de comunicación.

El canal de comunicación se caracteriza al igual que la señal por tres parámetros principales:

Tiempo T a , durante el cual la transmisión es posible a través del canal;

- rango dinámico D a (la relación entre la potencia permitida de la señal transmitida y la potencia de interferencia, expresada en decibelios);

- ancho de banda del canal F a .

Una característica generalizada de un canal es su capacidad (volumen):

(1.5.1)

Una condición necesaria para la transmisión sin distorsiones de señales a través de un canal con un volumen es:

(1.5.2)

En el caso más simple, la señal coincide con el canal en los tres parámetros, es decir logra el cumplimiento de las siguientes condiciones:

(1.5.3)

En estas condiciones, el volumen de la señal "encaja" completamente en el volumen del canal.

La desigualdad (1.5.2) también puede satisfacerse cuando una o dos de las desigualdades (1.5.3) no se satisfacen. Esto significa que puede "intercambiar" la duración por el ancho espectral, o el ancho espectral por el rango dinámico, etc.

Junto con los parámetros básicos del canal anteriores, sus propiedades de frecuencia se caracterizan por el coeficiente de transmisión de frecuencia.y respuesta al impulso temporal h a (t ,τ) . De la cláusula 1.2.5 se desprende que estas características permiten describir las transformaciones de las señales de entrada en el dominio del tiempo o de la frecuencia, realizadas tanto por el canal en su conjunto como por sus elementos individuales.

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5.1 Sistema de comunicación

Se entiende por sistema de comunicación un conjunto de dispositivos y entornos que aseguran la transmisión de mensajes del remitente al destinatario. En general, un sistema de comunicación generalizado se representa mediante un diagrama de bloques.

Figura 1 – Sistema de comunicación generalizado

Un transmisor es un dispositivo que detecta y genera una señal de comunicación. Un receptor es un dispositivo que convierte una señal de comunicación recibida y restaura el mensaje original. El impacto de la interferencia en la señal útil se manifiesta en el hecho de que el mensaje recibido en la salida del receptor no es idéntico al transmitido.

Se entiende por canal de comunicación un conjunto de dispositivos técnicos que proporcionan la transmisión independiente de un mensaje determinado a través de una línea de comunicación común en forma de señales de comunicación apropiadas. Una señal de comunicación es una perturbación eléctrica que muestra de forma única un mensaje.

Las señales de comunicación tienen formas muy diversas y representan tensiones o corrientes que varían en el tiempo.

Al resolver problemas prácticos en teoría de la comunicación, una señal se caracteriza por un volumen igual al producto de sus tres características: duración de la señal, ancho del espectro y exceso de la potencia promedio de la señal sobre la interferencia. en ese caso . Si estas características se expanden paralelamente a los ejes del sistema cartesiano, entonces se obtendrá el volumen de un paralelepípedo. Por tanto, el producto se llama volumen de la señal.

La duración de la señal determina el intervalo de tiempo de su existencia.

El ancho del espectro de la señal es el intervalo de frecuencia en el que se encuentra el espectro de frecuencia limitado de la señal, es decir, .

El canal de comunicación, por su naturaleza física, es capaz de transmitir eficazmente sólo señales cuyo espectro se encuentre en una banda de frecuencia limitada con un rango aceptable de cambios de potencia.

Además, el canal de comunicación se proporciona al remitente del mensaje durante un tiempo muy concreto. En consecuencia, por analogía con una señal en la teoría de la comunicación, se introdujo el concepto de capacidad del canal, que se define: ; .

Una condición necesaria para transmitir una señal con un volumen a través de un canal de comunicación cuya capacidad es igual a , es o . Las características físicas de la señal se pueden cambiar, pero una disminución de una de ellas va acompañada de un aumento de la otra.

5.2.2 Ancho de banda y velocidad de transmisión

El ancho de banda es la máxima velocidad posible de transferencia de información. El rendimiento máximo depende del ancho de banda del canal, así como de la relación, y está determinado por la fórmula . Esta es la fórmula de Shannon, que es válida para cualquier sistema de comunicación en presencia de interferencias por fluctuaciones.

5.2.3 Respuesta de frecuencia del canal

La respuesta de frecuencia de un canal de comunicación es la dependencia de la atenuación residual de la frecuencia. La atenuación residual es la diferencia de niveles en la entrada y salida de un canal de comunicación. Si al principio de la línea hay poder y al final - , entonces la atenuación en no peres es:

.

De manera similar para voltajes y corrientes:

; .