| Sistemas digitales de comunicación | Código: M1.613 Créditos: 6 |
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. Por razones de organización se trabajará primero el módulo 5 y seguidamente los módulos 4 y 6. 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. En el módulo 4 "Técnicas de comunicaciones de espectro ensanchado" se presentan los conceptos básicos de las comunicaciones de espectro ensanchado. 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 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.
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.
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)
| Material | Soporte |
| Teoría de la codificación y modulaciones avanzadas | |
| Comunicaciones digitales paso banda | |
| Los sistemas de comunicaciones digitales |
- Benedetto, Sergio (1999). Principles of Digital Transmission: with wireless applications / Sergio Benedetto and Ezio Biglieri. New York : Kluwer Academic/Plenum, 1999
ISBN: 0306457539
- Proakis, John (2000). Digital Communications (4th Edition). New York: McGraw-Hill, 2000
- Sklar, Bernard (2001). Digital Communications: Fundamentals and Applications (2nd Edition). New Jersey: Prentice Hall PTR, 2001
- Carlson, A. Bruce (2001). Communication Systems: An Introduction to Signals and Noise in Electrical Communication (4a. ed.). McGraw-Hill, 2001
Es recomendable que el estudiante siga los materiales docentes de la asignatura (módulos didácticos) que exponen los contenidos que son el objetivo de la misma. En cada módulo, el estudiante encontrará un conjunto de problemas resueltos que le permitirán poner en práctica los conceptos explicados a lo largo del módulo; y un conjunto de ejercicios de autoevaluación para que el mismo estudiante pueda evaluar el grado de adquisición de las competencias.
Las Guías de Estudio (GES) y el calendario del espacio de Planificación del aula dan indicaciones sobre como planificar y seguir el estudio de cada módulo, así como informaciones complementarias del aprendizaje y del contenido de los materiales. Son una herramienta útil para el estudiante antes, durante y después del estudio de cada módulo.
El seguimiento activo de los espacios de Comunicación del aula (Tablón y Foro) es de primordial interés, dado que habitualmente se plantean dudas, se dan respuestas y se tratan temas relacionados con la materia de estudio. El foro está concebido no sólo para plantear las dudas, sino que se invita a intentar resolver las dudas de compañeros, puesto que a menudo intentando explicar una idea es cuando esta se entiende mejor.
Es importante intentar realizar un trabajo constante de estudio y de aplicación de los contenidos, puesto que esta es la vía habitual de éxito para superar la asignatura. Por este motivo, se realizará una propuesta de distribución temporal del aprendizaje y otras indicaciones que se puedan dar durante el curso.
En cuanto a la temporización e itinerarios formativos, accediendo a las GES el estudiante dispondrá de una distribución orientativa del tiempo que se propone para el estudio de cada módulo. Además, el calendario incluye las fechas clave del semestre, como por ejemplo la publicación y la entrega de las Pruebas de Evaluación Continuada (PEC). Las fechas de entrega de las PEC se tienen que respetar estrictamente. Por lo tanto, es muy recomendable que se siga la temporización propuesta y se intenten respetar las fechas indicadas para el estudio de cada módulo didáctico.
Hay que tener en cuenta que el seguimiento correcto de la asignatura os compromete a realizar las actividades propuestas de manera individual y según las indicaciones que pauta este Plan Docente. En caso de que no sea así, la nota final de evaluación continua o la nota de práctica se evaluarán con una D. Por otro lado, y siempre a criterio de los Estudios, el incumplimiento de este compromiso puede suponer que no se os permita superar ninguna otra asignatura mediante evaluación continua ni en el semestre en curso ni en los siguientes.
La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.
La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.
El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.
La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).
Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.
Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.
La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.
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Puedes superar la asignatura a través de dos vías:
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Nota final de asignatura: EC + PS
EC = 70%
PS = 30%
Notas mínimas:
· PS = 3,5
Cuando la nota obtenida en la PS sea inferior a los mínimos establecidos para cada fórmula, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en la PS.
Nota final de asignatura: EX + EC
EX = 65%
EC = 35%
Notas mínimas:
· EX = 4
Esta fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en el EX. Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4 o la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en el EX, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en el EX.
En el caso de asignaturas con prácticas (Pr) que cruzan con el examen (EX), la fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en FE (FE=EX+Pr). Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4, la calificación resultante de la asignatura será la nota obtenida en el EX. Cuando la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en FE, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en FE.
La evaluación continua consiste en la realización, entrega y valoración por parte del consultor de algunos de los ejercicios de las diferentes actividades. Denominamos Prueba de Evaluación Continua (PEC) a cada una de estas entregas. Las fechas de publicación de los enunciados de cada PEC y de su entrega figuran en el calendario.
A lo largo del semestre se tienen que realizar tres pruebas de evaluación continua (PECs). La entrega de las PECs por parte del estudiante, así como el resto de acciones relacionadas con estas actividades (publicación de enunciados, soluciones y notas, resolución de dudas y aclaraciones, anuncio de posibles novedades y modificaciones, etc.), se llevará a cabo en el aula virtual de la asignatura del Campus UOC.
A partir de las calificaciones de las PECs y otros factores (tales como la participación en los foros de discusión del aula virtual, etc.) el consultor decidirá la calificación final de Evaluación Continua (EC). La calificación de las PECs se calculará como la media aritmética de las notas de las tres PECs, siendo todas ponderadas con el mismo peso en el cálculo de esta media, de forma que las tres PECs tendrán la misma importancia.
Cada una de las tres PECs incluirá en su enunciado una parte práctica de resolución opcional (claramente indicada en los enunciados). El objetivo de esta parte práctica opcional es que los alumnos puedan profundizar en los contenidos teóricos de la asignatura. Esta parte opcional se evaluará de la siguiente forma: para los alumnos que realicen de forma satisfactoria y con un mínimo de calidad la parte práctica opcional de las tres PECs se tendrá en cuenta favorablemente este esfuerzo al final de curso para redondear la nota final de EC (siempre a la alza); para los alumnos que no realicen este trabajo voluntario o lo hagan con una calidad de mínimos no se tendrá en cuenta a la nota final de EC y por lo tanto en ningún caso penalizará.
Con objeto de obtener una nota de EC, el estudiante tiene que entregar, al menos, dos de las tres PECs previstas en este plan docente. En caso de entregar una o ninguna de ellas, se considerará que el estudiante renuncia a la EC y, por lo tanto, tendrá que recurrir a el Examen Final para superar la asignatura, según lo establecido en el apartado Evaluación Final.
El correcto seguimiento de la asignatura compromete a realizar las actividades de evaluación propuestas de manera individual y según las indicaciones que pauta este plan docente. De no hacerlo así, en ningún caso estas actividades de evaluación podrán ser superadas.
La evaluación final presencial será mediante una prueba de síntesis (si se ha superado la EC) o un examen final. La Prueba de Síntesis (PS) consiste en un conjunto de preguntas y ejercicios basadas en los contenidos estudiados durante el curso. El objetivo es determinar si el estudiante ha logrado los conocimientos esperados mediante la EC. El Examen Final (EX) se compone de una serie de preguntas con subapartados que tratan sobre cualquiera de los contenidos de la asignatura. Las preguntas no tienen por qué estar directamente relacionadas con las PEC.
Los estudiantes podrán optar a ser evaluados mediante la PS siempre y cuando hayan superado la EC (nota mínima EC = 5), siendo calculada la nota final de la asignatura (NFA) cómo:
NFA = (0,7 * EC) + (0,3 * PS)
Sólo se realizará este cálculo si la nota de la Prueba de Síntesis (PS) es igual o superior a 3,5. Si la nota de la Prueba de Síntesis (PS) es inferior a 3,5, la asignatura está suspendida.
En el caso de estudiantes que hayan realizado el Examen Final (EX), la nota final de la asignatura se calcula como sigue:
- En el supuesto de que no se haya realizado la EC la nota final de la asignatura (NFA) es igual a la nota del examen (EX).
NFA = EX
- En el caso de estudiantes que además del Examen Final han realizado la Evaluación Continua (EC), la nota final de la asignatura (NFA) se calcula de la siguiente manera:
NFA = (0,35 * EC) + (0,65 * EX)
Sólo se realizará este cálculo cuando la nota del Examen Final (EX) sea igual o superior a 4 y la nota de la Evaluación Continua mejore la nota del Examen Final (EX). Es decir, la Evaluación Continua (EC) sólo puede mejorar o dejar igual la nota obtenida en el Examen Final (EX), pero nunca puede empeorarla.
Tal y como se ha indicado en la metodología de la asignatura, el consultor os guiará y orientará a través del Tablón del aula para qué podáis hacer un buen seguimiento de la asignatura. También responderá las dudas que vayan saliendo en el Foro del aula así como las consultas y comentarios enviados a su buzón personal.
El consultor también hará un seguimiento personalizado de la evaluación continua, revisará todas las PEC y prácticas entregadas y comentará de forma cualitativa a nivel grupal y/o individual la resolución. Estos comentarios os ayudarán a progresar en vuestro aprendizaje y adquirir el conjunto de las competencias.
Es recomendable que todas las dudas que aparezcan durante el transcurso de la asignatura se planteen al Foro del aula, siendo más enriquecedor para todos los estudiantes puesto que se pueden compartir dudas y conocimientos. El foro está concebido no sólo para plantear las dudas sino que se os invita a intentar resolver las dudas planteadas por compañeros, puesto que a menudo intentando explicar una idea es cuando esta se madura y se entiende mejor.