• Descripción

Los contenidos de esta asignatura corresponden a la continuación de los contenidos de la asignatura "Sistemas de comunicación I" del "Grado de Tecnologías de Telecomunicación", por lo cual se desarrollan los conceptos importantes de la capa física de un sistema de comunicaciones que no se estudian en profundidad en aquella asignatura. De entre todas las posibles materias que se podrían incluir para ampliar los conocimientos de sistemas de comunicaciones digitales, en la asignatura se trabajan aquellas tecnologías que en general se especifican en los documentos de estandarización de la capa física de los sistemas de comunicaciones digitales.

La asignatura está estructurada en dos partes muy diferenciadas. Una primera parte trabaja los aspectos de codificación de fuente y canal, y una segunda parte profundiza en técnicas de modulación y/o transmisión avanzadas, en concreto técnicas de espectro ensanchado, multiplexación OFDM y modulaciones digitales de fase continua.

La primera parte está formada por tres módulos. En el módulo 1, "Codificación de fuente", se detalla el proceso mediante el cual se convierte una información de naturaleza analógica a una secuencia de bits y, posteriormente, se analizan varias técnicas para representar de manera compacta esta secuencia de bits. En los módulos 2 y 3, "Codificación de c anal I: Introducción y c odios bloc" y "Codificación de c anal II: Códigos convolucionales", se estudia el proceso de codificación de canal analizando primero los códigos bloque y a continuación los códigos convolucionales. También se presentan los conceptos de concatenación de códigos, puncturing y algunos conceptos generales de los turbo-códigos.

La segunda parte, también organizada en tres módulos, se centra más en aspectos de modulación. En el módulo 4 "Técnicas de comunicaciones de espectro ensanchado" se presentan los conceptos básicos de las comunicaciones de espectro ensanchado. En el módulo 5, "Modulaciones por división de frecuencia ortogonales (OFDM)", se presenta la modulación OFDM como una alternativa frente a la modulación de portadora única. Finalmente en el módulo 6 presenta las "Modulaciones digitales de fase continua (CPM)" motivando la idoneidad de este tipo de modulaciones bajo ciertas limitaciones en el sistema de comunicaciones.

• La asignatura en el conjunto del plan de estudios

La asignatura se plantea como una asignatura terminal donde se alcanzan los conocimientos avanzados sobre sistemas de comunicaciones digitales con el objetivo de que el estudiante, complementando sus conocimientos previos, acabe teniendo una visión completa de la capa física de un sistema de comunicaciones, capacitándolo para poder interpretar la capa física los estándares de comunicaciones más utilizados en la actualidad en sistemas de comunicación digitales.

• Campos profesionales en que se proyecta

Esta asignatura podemos enmarcarla dentro del conjunto de asignaturas del plan de estudio orientadas a la ingeniería de sistemas de comunicaciones. Los conocimientos y competencias logradas en el estudio de esta asignatura tienen que permitir al estudiante aplicar estos conocimientos en el ámbito profesional, especialmente en lo que se refiere al diseño y desarrollo de sistemas de comunicaciones digitales.

• Conocimientos previos

Hay que tener los conocimientos de comunicaciones digitales (como los asimilados en la asignatura "Sistemas de Comunicación I" del "Grado de Tecnologías de Telecomunicación"). En concreto hay que conocer: los principios básicos de señales y sistemas incluyendo el filtrado de señales, el cálculo de potencias y el análisis temporal / frecuencial de señales; los elementos básicos que constituyen un sistema de comunicaciones, incluyendo los bloques y las funcionalidades del transmisor y el receptor; las modulaciones digitales en banda base y las modulaciones lineales paso banda.

• Información previa a la matrícula

Se aconseja haber asimilado los conceptos desarrollados en la asignatura "Sistemas de Comunicación I" del "Grado de Tecnologías de Telecomunicación" (y las asignaturas recomendadas por ella) antes de cursar esta asignatura.

• Objetivos y competencias

A continuación se presentan las competencias específicas que se tienen que obtener en esta asignatura:

[30] Capacidad para construir, explotar y gestionar las redes, servicios, procesos y aplicaciones de telecomunicaciones, entendidas éstas como sistemas de captación, transporte, representación, procesado, almacenamiento, gestión y presentación de información multimedia, desde el punto de vista de los sistemas de transmisión.

[31] Capacidad para aplicar las técnicas en que se basan las redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación tanto en entornos fijos como móviles, personales, locales o a gran distancia, con diferentes anchos de banda, incluyendo telefonía, radiodifusión, televisión y datos, desde el punto de vista de los sistemas de transmisión.

[33] Capacidad para la selección de circuitos, subsistemas y sistemas de radiofrecuencia, microondas, radiodifusión, radioenlaces y radiolocalización.

[35] Capacidad para analizar, codificar, procesar y transmitir información multimedia empleando técnicas de procesado analógico y digital de señal.

Respecto del objetivo general de la asignatura este consiste en proporcionar al estudiante una visión de técnicas de modulación avanzadas y una introducción a los aspectos de codificación de fuente y canal. Este objetivo se desglosa en los siguientes objetivos específicos:

1. Conocer la finalidad de los bloques de codificación de fuente y de canal, ubicarlos dentro de la cadena de un sistema de comunicaciones digitales, y aclarar las diferencias entre ambos.

2. Entender los mecanismos básicos del codificador de fuente y los aspectos teóricos que intervienen: redundancia, entropia, predicción,...

3. Entender los mecanismos básicos del codificador de canal: redundancia, capacidad correctora, capacitado detectora.

4. Distinguir entre códigos bloque y convolucionales, y mecanismos de descodificación en cada uno de los casos.

5. Tener nociones de códigos correctores de errores avanzados: turbo-códigos y códigos LDPC.

6. Comprender los principios de funcionamiento de los sistemas de comunicaciones de espectro ensanchado, las diferentes estrategias para generar señales de espectro ensanchado y finalidad de estos sistemas.

7. Conocer la modulación OFDM e identificar las ventajas y los inconvenientes de esta modulación frente a la modulación de portadora única.

8. Conocer la estructura de las modulaciones de fase continúa (CPM), y argumentar las principales razones que justifican el uso de modulaciones de envolvente constante y modulaciones CPM.

• Contenidos

1ªparte: Codificación de Fuente y Canal

Módulo didáctico 1.

Codificación de Fuente

1. Fuentes de mensajes y codificación de fuente

2. Codificación de fuente y codificación de canal

3. Codificación PCM de fuentes analógicas

4. Compresión de fuentes. Necesidad y conceptos básicos

5. Medida de la información

6. Códigos de longitud variable. Conceptos básicos

7. Códigos de Huffman

8. Transformaciones de datos

9. Codificación de voz en telefonía móvil GSM

Módulo didáctico 2.

Codificación de Canal I: Introducción y Códigos de Bloque

1. Redundancia estructurada: conceptos básicos

2. Estrategias para el control de errores

3. ¿Para qué sirven los códigos de protección de errores?

4. Decisiones soft y decisiones hard

5. Códigos de bloque

6. Descodificación de códigos de bloque lineales

7. Códigos cíclicos

Módulo didáctico 3.

Codificación de Canal II: Códigos Convolucionales.

1. Códigos convolucionales

2.Concatenación de códigos

3.Turbo-códigos

2ªparte: Modulaciones avanzadas:

Módulo didáctico 4.

Técnicas de Comunicaciones de Espectro Ensanchado.

1. Introducción a los sistemas de espectro ensanchado

2. Sistemas de espectro ensanchado por secuencia directa

3. Secuencias pseudoaleatorias: Generación.

4. Secuencias pseudoaleatorias: Sincronización.

5. Cálculo de la probabilidad de error en sistemas DS

6. Acceso múltiple por división en código (CDMA)

Módulo didáctico 5.

Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM).

1. OFDM frente a portadora única

2. Ortogonalitzación de portadoras

3. Canal de comunicaciones

4. Probabilidad de error en condiciones ideales

5. Estrategias adicionales en OFDM

6. Espectro de OFDM

7. Estándares basados en OFDM

Módulo didáctico 6.

Modulaciones Digitales de Fase Continua (CPM).

1. Conceptos básicos.

2. Modulación offset-QPSK (OQPSK)

3. Modulaciones CPFSK (Constant Phase FSK)

4. Modulación MSK (Minimum Shift Keying)

5. Modulación GMSK (Gaussian MSK)

• Consulta de los materiales que dispone la asignatura

• Consulta del modelo de evaluación