Teoría de la Comuniaión para Redes Introduión y oneptos básios 2/2 9/12/07 1
Introduión Introduión Coneptos básios Unidades logarítmias Ganania de una antena Anho de banda Señales paso banda Ruidos 2
Unidades logarítmias En muhos asos, las señales presentan un margen dinámio muy amplio. otenias en un sistema de omuniaiones Emisora de radio ~kw 103 Watios Sonda espaial ~ W 10-15 Watios 14
Unidades logarítmias rodutos y oientes > sumas y restas Comparaión magnitudes Mismo punto instantes distintos Distintos puntos Reerenia K log x x 2 n 1 Unidades derivadas del deibelio dbw 3 + # 10 W % 30dBW X dbw 10log10 & " $ * REF ' 10 % $ 150dBW [ 15 REF 1W 15
16 Unidades logarítmias dbm db, dbm [ 30 [ 120 10 60 10 10log [ 15 3 1 10 dbw dbm dbm dbm W dbm mw REF X REF + " # % $ % & & ' * + $ " # $ $ % & " # $ $ % & " # $ $ % & " # $ $ % & " # $ $ % & 1[ [ 20log [ 1[ [ 20log [ [ [ 20log / / 10log [ [ 10log 10 10 10 2 2 10 10 m dbm db Z Z W W X X REF X REF X REF X
G Ganania de una antena diretiva isotropia Isótropa [dbi Dipolo λ/2 [dbd Diretiva Alta ganania 0 db i 2.15 db i 14 db i IRE otenia Isótropa Radiada Equivalente EIR, Eetive Isotropi Radiated ower EIRpotenia tx dbm perdidas línea tx db + G dbi EREIR respeto antena dipolo EREIR-2.15dBot. tx dbm pérdidas db + G dbd 17
Ganania de una antena 18
Longitud de onda veloidad luz λ ------------------- reuenia 300.000 km/s Ejemplos: 900 MHz λ 333 mm 2.4 GHz λ 125 mm 5 GHz λ 60 mm 19
Anho de banda Diversas deiniiones Anho de banda absoluto Anho de banda 3 db 20
Anho de banda Diversas deiniiones Anho de banda de 10log 10 α db Anho de banda R % # # 2 S X d 1 " 100 S d 0 X R 21
Anho de banda Diversas deiniiones Anho de banda equivalente de ruido " 0 { } S d B max S X eq X Anho de banda entre nulos 22
Señales paso banda Anho banda 2B Freuenia entral Reales S S- angle[s-angle[s- Sin simetría alrededor S + S - 2B << angle[s + -angle[s - 23
Señales paso banda s I, s Q omponentes en ase y uadratura reales, banda base: B s t s tos2 t " s tsin2 t I Q Equivalente banda base envolvente ompleja u t s t s I t + js Q t a t e j" t Re[ u tos2 t # Im[ u tsin2 t 1 * S [ U + U 2 Si S es simétria respeto a uts I t Re[ u t e j2 t 24
Señales paso banda Canal equivalente paso bajo banda base, h l t h t 2 Re[ t 2 t e j * H C + C Simétrio alrededor > t real En wireless, no simétrio > t I t+j Q t Señal reibida rtst*ht RSH señal paso banda. 25
26 Señal paso banda Señal reibida equivalente paso bajo [ 2 1 [ 2 1 * Re[ Re[ * * * * 2 2 U C U C U C R e t t u t r e t v t r t t u t v t j t j + + " "
Señal paso banda Señal reibida: omponentes st real v t s t * t js t * t I I + st ompleja I Intererenia entre omponentes Q v t [ s t * t s t * t + j[ s t * t s t * t I I Q Q I Q + Fase depende de ase y uadratura de ut Cuadratura depende de ase y uadratura de ut Q I 27
erturbaiones erturbaión Conjunto de atuaiones internas/externas sobre el sistema de transmisión que provoan que la señal reibida no sea igual a la emitida Tipos Externa Intererenias Interna Distorsión o intermodulaión Externa ó interna Ruido Algunas se produen sin haber señal 28
Distorsión Determinista Lineal H k y ke # j2" onstantes Todas las señales se propagan a una ierta veloidad, que depende del medio y de la reuenia de la señal. Retardo transmisión ariaión de la ase de las señales. 29
Distorsión Caso ideal Misma orma del espetro en todas las reuenias Transmisor st t sr t st t " t0 Medio de Transmisión st t sr t st t " t0 j t0 H j " e # Modelo <1 Reeptor ase H jw wt 0 Fase lineal on la reuenia 30
Distorsión Caso real Transmisor st t sr t st t " t0 Medio de Transmisión Reeptor Amplitud Constante en el anho de banda de interés " Fase Lineal en el anho de banda interés Magnitud 1 Fase Freuenia " #" t 0 Freuenia 31
Ruido Fuente de problemas en transmisión: ruido Ruido térmio resente en todos los dispositivos eletrónios y medios de transmisión Debido a la agitaión de los eletrones en un ondutor. roporional a la temperatura Distribuido uniormemente en todo el espetro de reuenias. 38
Ruido Ruido impulsivo. ulsos irregulares de orta duraión Gran amplitud rovoados por induiones, onmutaiones eletromagnétias. El ruido impulsivo aleatorio, inesperado y no repetitivo. Errores en ráagas Otros ruidos Cuantiiaión, sobrearga pendiente delta Medida: relaión señal a ruido & S # SNR $ % N " Signal Noise 39
Ruido Ruido térmio Media 0. Densidad espetral de potenia distribuida uniorme por todo el espetro de reuenias. Inorrelaión temporal S N N # R N " 0 N 0 40
Ruido Densidad espetral de potenia proporional a la temperatura k1.3803 10-23 J/K: Constante Boltzmann T: temperatura en Kelvins Con temperatura ambiente N T17º C+273290 K N 0 W " kt # $ % Hz & W " dbw " dbm " & ' & ' & ' Hz Hz Hz -21 0 kt # 4$ 10 % 204 % 174 41
Ruido otenia: proporional al anho de banda B S N B N 0 N ktb W [ dbw 228.6 dbw/hz+10log T + 10log B N 10 10 Ejemplo: un sistema de 10 MHz de anho de banda a temperatura ambiente dbm + + 7 N [ 228.6 dbw/hz+10log 10290 10 log 1010 30 104 dbm 42
Fator de resta Relaión entre los pios de señal y su RMS max s t CF 1 % $ 2 lim s t dt 2% # % % " CF alto > grandes pios respeto RMS Neesarios ampliiadores altamente lineales Ampliiadores poo eiientes 53