La modulación por pulsos codificados (PCM) es una forma básica de modulación digital que representa un mensaje analógico mediante una secuencia de pulsos codificados discretos en tiempo y amplitud. Las operaciones básicas de PCM son el muestreo, la cuantización y la codificación. PCM se utiliza ampliamente para comunicaciones telefónicas debido a su capacidad de reconstruir la señal de forma robusta ante ruido y daños en el canal.

1. Universidad Nacional Experimental Politécnica De La Fuerza Armada Bolivariana (UNEFA) Señales PCM ComunicacionesII

2. Pulse Code Modulation - PCM Modulación por pulsos codificados Forma básica de modulación digital de pulsos Mensaje representado por una secuencia de pulsos codificados (representación de la señal mensaje en forma discreta en tiempo y amplitud) Operaciones básicas: Muestreo (S) Cuantización (Q) Codificación (E)

8. En comunicaciones telefónicas se prefiere utilizar una separación variable entre los niveles de representaciónEj.: El rango de voltaje de una señal de voz están en el orden de 1000 a 1

10. Saltos grandes, excursiones de la señal en rangos grandes de amplitud, ocurren en forma no frecuente.

12. Cuantificación (Q) – PCM Para un dado valor de m, la recíproca de la pendiente de la curva de compresión que define los saltos cuánticos, está dada por la derivada deImI, respecto de IvI

13. Cuantificación (Q) – PCM La ley m es aproximadamente logarítmica para mImI>>1 En USA y Japón se utiliza compresión/expansión de ley m. Los primeros sistemas de transmisión digital de Bell Systems utilizaban PCM de 7 bits con m = 100, los más recientes utilizan PCM de 8 bits con m = 255

16. El comportamiento es inferior a ley m para señales pequeñas (ruido de canal inactivo).

19. La SNR para bajas señales se incrementa a expensas de la SNR de las señales de gran amplitud.

23. Soportan alto nivel de ruido

24. Muy sencillo de regenerar

25. Cada palabra consiste en R bits (R = número de bits por muestra)

26. Números diferentes: 2R

27. Representación ordinal del número, más sencillo, en correspondencia con el binarioEj.: 15 23+22+21+20 1111

29. Los símbolos 1 y 0 son equiprobables

30. La potencia promedio está normalizada a la unidad

33. 0: No hay transmisión

34. Más conocido como ON – OFF

35. Desperdicio de energía debido a la transmisión de DC level

37. 0 : Transmite un pulso de amplitud -A para la duración del símbolo

38. Fácil de generar

40. 0 : Ausencia de pulso

41. Presencia de funciones d en f=0; ±1/Tb en el espectro de la señal transmitida que puede ser usada para recuperación de clock en el receptor

43. 0 : Ausencia de pulso

44. El espectro de potencia no tiene componente de DC y tiene componentes de baja frecuencia de muy bajo bajor, cuando los símbolos 1 y 0 tienen igual probabilidadAMI (Alternate Mark Inversion)

46. 0 : Representado un pulso negativo (-A) y un pulso positivo (+A).

48. SEÑAL PCM

51. REGENERACIÓN Resultados: La acumulación de distorsión y ruido es completamente removida, si ambos efectos no son demasiado importantes como para causar un error en el proceso de decisión. Idealmente, excepto por el retardo, la señal regenerada es exactamente la misma que la señal originalmente transmitida. Errores en la regeneración: Insalvable presencia de ruido en el canal y la interferencia, causan decisiones erradas. Desviación del espaciamiento entre los pulsos recibidos, se produce jitter en la posición de los pulsos regenerados. (Jitter: falta de uniformidad en la velocidad de muestreo, aleatorio)

53. Los pulsos limpios son reagrupados en palabras código y decodificados en una serie de pulsos PAM cuantificados.

55. CONSIDERACIONES DE RUIDO – SISTEMA PCM La performance de un sistema PCM está influenciado por dos fuentes de ruido: Ruido del canal, introducido en cualquier lugar entre la salida del Tx y la entrada del Rx. El ruido está siempre presente, aunque el equipo esté apagado. Ruido de cuantificación: Introducido en el Tx y se transporta todo el tiempo a través del Rx. Es un ruido dependiente de la señal, no existe cuando no está presente la misma. Ambos aparecen simultáneamente en un sistema PCM pero los consideramos en forma separada, para ver sus efectos.

58. Consideremos un canal ruidoso aditivo, blanco y gaussiano.

62. Para Eb/No por debajo del umbral de error, la performance del Rx involucra una cantidad significativa de errores y el efecto del ruido del canal queda enmascarado