Sesión 20 - Procesamiento de banda base y código de línea.

Dado el constante avance de la tecnología a lo largo de los años, los métodos de transmisión han evolucionado desde los meramente analógicos hacia los métodos digitales lo cual trajo consigo mejor seguridad, mas rentabilidad y economía a la hora de transmitir un mensaje por un medio ya sea alámbrico como inalámbrico. Para ampliar, la transmisión Digital de una señal fue un cambio revolucionario y se precisó de cambios del método de procesamiento de banda base que no contemplan en las comunicaciones analógicas, dada su propia naturaleza discontinua y finita. Estos cambios de procesamiento se pueden observar con mayor precisión en el siguiente diagrama de bloques:

En donde:

* **ADC:** Hace referencia al conversor de análogo a digital de la señal a transmitir, por medio de la cuantización y codificación de una señal.
* **Codificación de Línea y Pulse shaping :** Su propósito es codificar la señal con el fin de obtener el ancho de banda deseado, además de darle propiedades a la información adecuadas para sincronizarla posteriormente.
* **Canal:** El objetivo del bloque es modelar el canal mediante un filtro, es sumamente complejo y objeto de estudio amplio.
* **Receptor:** Recibe la información del canal y filtra la señal con el fin de sincronizar los tiempos de muestreo.
* **DAC:** Realiza el procedimiento contrario al ADC, con el fin de convertir la señal digital a analógica.

**Codificación de Línea**

Con el fin de modificar el ancho de banda para que la señal sea transmitida de manera digital, se realiza la codificación de línea, el cual consiste en modificar la onda del mensaje mediante una serie de normas y parámetros, los tipos de codificación mas usados son los siguientes:

* **NRZ Change:** Consiste en transformar la señal de tal manera en el que los 0 lógicos se conviertan en -1. Este método conserva la misma forma de onda que la señal de información original.

* **NRZ Mark:** Consiste en transformar la señal de manera que cada salto de la señal original desde una valor 0 a un valor 1 se convierta en un salto de símbolo para la señal NRZ Mark. Al igual que la anterior, no se usan los 0 para codificar.

* **Unipolar RZ:** Consiste en transformar la señal original de tal manera que cada cambio de bit represente en un pulso de ancho Ts/2. En este caso, el 0 si existe en la codificación.

* **Polar RZ:** Consiste en representar la señal original con pulsos cuadrados de amplitud 1 y -1 para representar el 1 y el 0. Se usa el mismo ancho de pulso de la codificación anterior.

* **Bipolar RZ:** Al igual que la codificación Unipolar RZ, este tipo de codificación representa el cambio de bit de la señal original solo que con el único cambio de intercalar la amplitud de cada pulso resultante entre 1 y -1.

* **Split phase:** Este método de codificación trata de representar la señal original por medio de pulsos, sin embargo en cada cambio de de símbolo el pulso duplica su ancho a Ts mientras los demás, que representan un no cambio de símbolo, mantienen su ancho de Ts/2.

Hay que la codificación de línea posee varios métodos los cuales se deben escoger de acuerdo a la exigencia de la situación. Para ampliar, se deben de tener en cuenta los siguientes factores para considerar una codificación entre otra:

* **Sincronización:** Si hay suficiente información de tiempo incorporada en el código para que los sincronizadores puedan diseñarse fácilmente y puedan extraer un tiempo de reloj para el código.
* **Capacidad en potencia:** Si el canal de transmisión no acepta frecuencias bajas, mi espectro no puede tener espectro en torno al 0.
* **Ancho de banda**: Si mi espectro de la señal se adapta al ancho de banda del canal.
* **Transparencia**: Si todas las secuencias se reciben de manera fiel y transparente.
* **Capacidad para detectar el error**: Si la codificación permite detectar y corregir errores de la capacidad.
* **Buena ISI:** Definida la ISI como interferencia entre símbolos, este parámetro revisa si existe mucha o poca posibilidad de distorsión entre un símbolo y su posterior.

Por ejemplo, la codificación se puede ver reflejada en la vida real como variaciones de voltaje o corriente, si deseo expresar la señal cuantificarla es mejor codificarla en línea para ser mas fácil transmitir,y si el usuario tiene la capacidad de representar solo voltajes positivos le queda usar el método de Unipolar RZ, por otro lado, si el usuario requiere para sincronizar la señal una secuencia con 0´s, como un pulso de reloj, entonces le conviene utilizar métodos de NRZ. Finalmente, si la capacidad del canal únicamente da para frecuencias bajas se utiliza la codificación de línea, para reducir el ancho de banda al disminuir la cantidad de pulsos y dependiendo de que tanto se quiere reducir se escoge entre un método y otro.

**Ejercicio**

Realiza la codificación de línea para la siguiente secuencia de bits: 01001101