Procesado digital para comunicaciones

El Procesamiento de Señales de Comunicaciones posee una larga y rica historia, es una tecnología que se entronca con un inmenso conjunto de disciplinas entre las que se encuentran las telecomunicaciones, el control, la exploración del espacio la medicina y la arqueología, por nombrar solo unas pocas. Hoy en día, esta afirmación es incluso más cierta con la televisión digital, los sistemas de información y el entretenimiento multimedia. Es más, a medida que los sistemas de comunicación se van convirtiendo cada vez más en sistemas sin hilos móviles y multifunción la importancia de un procesamiento de señales sofisticado en dichos equipos se hace cada vez más relevante El Procesamiento de señales trata de la representación, transformación y manipulación de señales y de la importancia que contienen. Cuando se refiere al procesado digital de señales, se refiere a la representación mediante secuencias de números de precisión finita y el procesado se realiza utilizando un computador digital. (Moya, 2011).

El Procesamiento Digital de señales (PDS) es un área de la ciencia y la ingeniería que se ha desarrollado rápidamente desde la segunda mitad del siglo XX. Tanto los aportes teóricos como de aplicación continúan extendiéndose desde y hacia varias ´áreas del saber. Los avances en el procesamiento y compresión de audio y video, así como las nuevas tecnologías en comunicaciones digitales (telefonía celular, módems ADSL, etc.) son quizás los ejemplos de aplicación más representativos del PDS.

Se entiende por comunicación al proceso por el cual se transfiere información desde un punto llamado fuente a otro punto llamado destino.

Dependiendo del tipo de información que se desea transmitir, los sistemas de comunicación se pueden dividir en: 1) sistemas de comunicación analógica, 2) sistemas de comunicación digital.

En los sistemas de comunicación analógica se transmiten mensajes que pertenecen a un conjunto infinito y continuo de valores, lo cual hace que estos sean muy sensibles a cualquier perturbación que se superponga a ellos. En los sistemas de comunicación digital los mensajes pertenecen a un conjunto finito y discreto de valores, siendo menos sensibles a los ruidos que se superpongan a ellos durante la transmisión. Una de las diferencias entre un sistema de comunicación analógico y un sistema de comunicación digital la marca el tipo de receptor utilizado en cada caso, en los sistemas de comunicación analógica el receptor reproduce la señal que se está recibiendo, en los sistemas de comunicación digital el receptor debe elegir entre un conjunto finito de símbolos. (Lapsley, 2010/2011)

Procesamiento digital de comunicaciones

señales Para definir las tareas del PDS se requiere primero precisar el concepto de señal, considerada aquí como aquella observación de una magnitud física en función de variables independientes de tiempo y espacio, realizada de tal modo que la señal contenga información de los procesos observados. En general, toda señal contiene información que se desea extraer o modificar de acuerdo a los requisitos de cada aplicación particular. Sismógrafos, por ejemplo, registran señales sísmicas que contienen información sobre intensidad y características espectrales de los sismos, con ayuda de las cuales pueden determinarse entre otras cosas la ubicación de epicentros y la naturaleza de los sismos. (SALAZAR., 1996).

Las telecomunicaciones sirven para transmitir información, pero esa información puede adquirir infinitas formas o empaquetarse de múltiples maneras, que se encuadran bajo el concepto de contenidos. Las redes y servicios de telecomunicación manejan los contenidos que pueden ser de cualquier naturaleza: películas, música, cursos de formación, páginas web, documentos, fotografías, vídeos o simple voz. Con las posibilidades tecnológicas actuales esos contenidos pueden estar almacenados en un servidor situado en cualquier lugar y ser accesibles desde todos los lugares del planeta. Es decir, están almacenados en la "nube", lo que permite disponer de ellos con todo tipo de dispositivos y estés donde estés. (HANK Intven Mac Carthy Tétrault, 2011).

Con la creciente difusión y disponibilidad de tabletas y Smartphone han tomado mucho protagonismo las aplicaciones (apps). Se trata de programas más o menos sencillos, que permiten hacer cosas concretas, jugar o acceder a informaciones sobre temas específicos, tanto de ocio y entretenimiento como profesionales. Las aplicaciones pueden ser gratuitas o de pago, se descargan fácilmente y quedan instaladas en los terminales inteligentes, de forma que su uso es rápido e inmediato. (Elizondo, 2008).

Características

Características de los dsp La elección de un DSP que posea unas ciertas características estará muy condicionada a la aplicación que se quiera destinar. En este apartado se presenta un conjunto de aspectos característicos de los DSP sin que se pretenda con ello hacer una lista exhaustiva. Dichos aspectos deberán tenerse en cuenta a la hora de su elección para una aplicación en particular.

Los medios de comunicación una herramienta eficaz para el buen desarrollo de una Nación

Las primeras telecomunicaciones eléctricas se establecieron con el teléfono Morse en (1840). El teléfono urbano comenzó a funcionar en (1877), y los primeros enlaces por telegrafía sin hilos se realizaron en (1895). La industrialización de los tubos vacíos a raíz de la primera guerra mundial hizo posible el auge de la radio telegrafía y radiotelefonía. La radiodifusión sonora nació poco después de la guerra y la transmisión de imágenes de calidad aceptable comenzó en (1935). El descubrimiento de los transistores de semiconductores que sustituyeron a los tubos vacíos, permitió la miniaturización de los aparatos. Los semiconductores se hallan también en las bases de las nuevas modalidades de la telecomunicación, como tele-informática y telemática, la sustitución de cables metálicos por fibra óptica y la utilización de satélites artificiales han facilitado la transmisión de información a grandes distancias. (Kustra, 2014)

TIPOS DE TELECOMUNICACIÓN:

• Televisión

• Radio

• Fax

• Teléfono

• E-mail

• TELEVISIÓN

Es un sistema de transmisión y reproducción simultanea de sonidos e imágenes en movimientos a distancias, por medios de ondas electromagnéticas o de corrientes eléctricas trasmitida por cable.

Medio de Telecomunicación Audio visual usado por todas las personas para saber lo que pasa en su estado, en su país y en el Mundo.

• Radio

Se puede utilizar la radio para la comunicación oral o escrita. Ésta a diferencia de la televisión no transmite imágenes y sonidos simultáneos ésta solo transmite sonido. En este medio hay programas de opinión general referente a cualquier tema Medio de Comunicación Auditivo. Este se hace llegar a cada uno de nuestros hogares gracias a hondas transmitidas por antenas de telecomunicaciones.

• FAX

Funciona con líneas normalizadas de teléfono o vía satélite. En él se puede enviar o recibir faxes a casi cualquier país, pero clara este medio es más caro y menos seguro que el correo electrónico Un medio de Comunicación medianamente rápido y de fácil acceso es el fax, que mediante una línea telefónica es lograda la comunicación.

• TELÉFONO

Los teléfonos se pueden conectar a líneas terrestre normalizadas o a redes celulares para la comunicación dentro del país, y a través de conexiones internacionales o por satélite para la comunicación con otros países El teléfono, medio de comunicación con mucha antigüedad, este nos comunica a nivel nacional, e Internacional por líneas telefónica.

• E-mail

El correo electrónico también funciona con las líneas telefónicas normalizadas o por vía satélite. En la primera fase de una operación se pueden recibir E-mails a través de los terminales portátiles vía satélite o utilizando a líneas telefónicas locales, si existen. (Kustra, 2014)

Ventajas

• Tradicionalmente la manipulación de señales del mundo real se ha venido realizando con componentes analógicos: primeramente con circuitos basados en válvulas de vacío, posteriormente con circuitos con transistores y después con amplificadores operacionales.

• Desde la aparición de los primeros Procesadores Digitales de Señal en el mercado esto ha cambiado debido a las numerosas ventajas del Procesamiento Digital frente al Procesamiento Analógico.

• La ventaja más importante es que permiten realizar, de forma económica, tareas que serían muy difíciles de realizar o incluso imposibles utilizando sistemas electrónicos analógicos.

• Por ejemplo: reconocimiento de voz, síntesis de voz, etc. Tareas que se caracterizan porque requieren una combinación de técnicas de procesamiento de señal y técnicas de control (tomar decisiones en función de los datos muestreados), lo cual es extremadamente difícil de implementar con componentes analógicos. (Aracil, 1991)

Conclusión

Los DSP poseen arquitecturas especialmente diseñadas para acelerar los cálculos matemáticos intensos utilizados en la mayoría de sistemas de procesado de señal en tiempo real. Se ha visto que el DSP está muy estrechamente ligado al tipo de aplicación. La tendencia es que vayan apareciendo DSP con arquitecturas que estén cada vez más adaptadas a las particularidades de las diferentes aplicaciones. En este sentido, aunque a nivel de prestaciones varios DSP puedan reunir los requisitos necesarios exigidos por una aplicación, otras consideraciones como el coste o el consumo pueden ayudar a disminuir el número de posibles candidatos. Por otro lado, la reciente aparición de compiladores realmente eficaces en extraer el paralelismo de un programa ha propiciado la recuperación de las arquitecturas VLIW y con ello la obtención de DSP de elevadas prestaciones. La arquitectura VLIW posee una gran ventaja frente a los procesadores superes calares, y es que la extracción del paralelismo se realiza por el compilador y ello permite dedicar más tiempo para obtener la mejor optimización. En consecuencia, el procesador resulta ser mucho más simple y con un número mucho menor de transistores, lo que permite trabajar con velocidades de reloj más elevadas y con un menor consumo.

Trabajos citados

Aracil, R. J. (1991). Sistemas discretos de Control. Ingenieros industriales de Madrid: http://www.elai.upm.es/webantigua/spain/Publicaciones/pub01/intro_procsdig.pdf.

AT, m., & PP, a. (1991). Face recognition using eigenfaces. Proc. IEEE Conf. Computer Vision and Pattern Recognition.

Brunelli, R. a. (1993). Face recognition: features versus templates (Vol. 15). IEEE Trans. PAM1.

Elizondo, R. J. ( 2008). Sistemas de comunicación digitales y analógicos. En I. LEON W. COUCH. México: https://hellsingge.files.wordpress.com/2015/02/sistemas-de-comunicacion-digital-y-analogico-leon-w-couch-7ma-edicion.pdf.

Forman, G. Z. (1994). The challenges of mobile computing. IEEE, 27(4), 38-47.

Moya, D. J. (28 de julio de 2011). Procesamiento Digital de Señales. Obtenido de http://www.ie.itcr.ac.cr/palvarado/PDS/pds.pdf

SALAZAR., J. ( 1996). DPTO. INGENIERÍA ELECTRÓNICA. CENTRO DE SISTEMAS Y SENSORES ELECTRÓNICOS, . Obtenido de http://arantxa.ii.uam.es/~taao1/teoria/tema1/pdf/Procesadores_dig.pdf

Autor:

Ponce Mero Hector Jose

Octavo semestre

Carrera de Ingeniería en Computación y Redes

JIPIJAPA – MANABÍ – ECUADOR