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Ejercicios de Capacidad de Canal y Modulación, Exercises of Mathematics

Dos ejercicios prácticos relacionados con la capacidad de canal y la modulación. El primer ejercicio explora la relación entre el ancho de banda del canal, la velocidad de transmisión y el número de estados de símbolo necesarios para transmitir información a una velocidad determinada. El segundo ejercicio se centra en el diseño de un módem para un enlace telefónico, considerando el ancho de banda disponible y la relación señal-ruido para determinar la máxima velocidad de transmisión sin errores y el número de estados de señalización necesarios.

Typology: Exercises

2023/2024

Available from 12/12/2024

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Un enlace de transmisión telefónica tiene un ancho de banda del canal que se
extiende desde 0 Hz hasta A2×9.3kHz y puede suponerse que es perfectamente
plano y sin distorsiones. Se requiere enviar la información a una velocidad de A3
Kbps sobre este canal. ¿Cuál es el número mínimo de estados de símbolo que se
requeriría para soportar esta velocidad de transmisión de datos?
Se pide calcular el número mínimo de estados de símbolo (M) para transmitir a una
velocidad de A3=28Kbps sobre un canal con ancho de banda:
B=A29.3 kHz=199.3 kHz=176.7
La fórmula de la capacidad del canal de Shannon es:
C=2Blo g2
(
M
)
Donde:
oC: velocidad de transmisión en bits por segundo (bps).
oB: ancho de banda del canal en Hz.
Desarrollando para M, por lo tanto, se despeja:
M=2
C
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)
Se sustituye y se desarrolla lo correspondiente.
C=28 Kbps=28000 bps
B=176700 Hz
Entonces:
M=2
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)
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De esta manera se cuenta con que usa 1 estados, Esto ocurre porque la velocidad de
transmisión requerida (28Kbps) es muy baja en comparación con la capacidad del canal
disponible, y un único estado es suficiente para soportar dicha transmisión.
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Un enlace de transmisión telefónica tiene un ancho de banda del canal que se extiende desde 0 Hz hasta A2×9.3kHz y puede suponerse que es perfectamente plano y sin distorsiones. Se requiere enviar la información a una velocidad de A Kbps sobre este canal. ¿Cuál es el número mínimo de estados de símbolo que se requeriría para soportar esta velocidad de transmisión de datos? Se pide calcular el número mínimo de estados de símbolo (M) para transmitir a una velocidad de A3=28Kbps sobre un canal con ancho de banda: B = A 2 ∗9.3 kHz = 19 ∗9.3 kHz =176. La fórmula de la capacidad del canal de Shannon es: C = 2 Blo g 2 ( M ) Donde: o C: velocidad de transmisión en bits por segundo (bps). o B: ancho de banda del canal en Hz. Desarrollando para M, por lo tanto, se despeja: M = 2 C ( 2 B ) Se sustituye y se desarrolla lo correspondiente. C = 28 Kbps = 28000 bps B = 176700 Hz Entonces: M = 2 28000 ( 2 ∗ 176700 ) (^) = 1 De esta manera se cuenta con que usa 1 estados, Esto ocurre porque la velocidad de transmisión requerida (28Kbps) es muy baja en comparación con la capacidad del canal disponible, y un único estado es suficiente para soportar dicha transmisión.

Se ha de diseñar un módem para utilizarlo sobre un enlace telefónico, para el cual el ancho de banda disponible para el canal es de A1kHz, y la relación S/N media en el canal es de A2dB. ¿Cuál es la máxima velocidad de transmisión de datos sin errores que se puede soportar en este canal y cuántos estados de señalización deben utilizarse? Para su desarrollo se usa la formula de Shannon, lo cual determina la capacidad máxima del canal. C = Blo g 2 ( 1 + SNR ) Donde: B = 9000 Hz SNR ( dB )= 19 dB SNR = 10 SNR ( dB ) (^10) = 10 19 (^10) = 10 1.9=79. Por lo tanto, la capacidad máxima del canal (C) es igual a: C = 9000 Hzlo g 2 ( 1 + 79.43)= 9000 Hzlo g 2 ( 80 .43)= log 10 ( 80.43) log 10 ( 2 ) = 56967 bps Finalmente se determina el numero de estados de señalización (M) M = 2 C 2 B Reemplazamos y desarrollamos: M = 2 56967 bps 2 ( 9000 Hz ) = 9 Por lo tanto La relación señal-ruido media de 19dB y un ancho de banda de 9kHz permiten transmitir hasta 56.97Kbps. Para aprovechar esta capacidad, es necesario utilizar un esquema de modulación que soporte 9 niveles de símbolo.