Desglose de Telecomunicaciones: Conceptos de Comunicación Transmitidos Mediante Radio Definida por Software

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Los principios fundamentales de las telecomunicaciones han seguido siendo prácticamente los mismos desde la época de Shannon. Lo que ha cambiado, y sigue cambiando, es cómo se implementan esos principios en la tecnología. Uno de los principales cambios en curso es el paso del hardware al software, y Telecommunication Breakdown refleja esta tendencia al centrarse en el diseño de una radio digital definida por software.

Telecommunication Breakdown ayuda al lector a construir una radio digital completa que incluye cada parte de un sistema de comunicación digital típico. Capítulo tras capítulo, el lector crea una realización en Matlab de las distintas piezas del sistema, explorando las ideas clave a lo largo del camino. En el capítulo final, el lector "junta todo" para construir un receptor completamente funcional, aunque no está diseñado para funcionar en tiempo real. Telecommunication Breakdown explora los sistemas de telecomunicaciones desde un punto de vista muy particular: la construcción de un receptor viable. Receptor: Este punto de vista proporciona una sensación de continuidad al estudio de los sistemas de comunicación.

He aquí por qué creemos que esta es la mejor manera de aprender sobre los sistemas de telecomunicaciones:

Telecommunication Breakdown es el único texto completo de software de diseño de radio disponible: aprenda sistemas de comunicación construyendo un receptor.

Se cubren todas las partes del sistema, incluida la codificación, la sincronización y la ecualización, partes que normalmente no se incluyen en los primeros cursos. Ver la imagen completa.

El análisis se mantiene al mínimo: céntrese en aprender mediante experimentos. Las averías en las telecomunicaciones no son un cúmulo incomprensible de fórmulas carentes de relevancia. Explore cada pieza de manera práctica. Si necesitas ayuda con tu tarea académica y tu petición es "write my essay", no dudes en ponerte en contacto con nosotros para que te ayudemos a escribir tu redacción.

Los requisitos previos difieren de la mayoría de los textos estándar: restan importancia a los procesos estocásticos y, por lo tanto, pueden usarse más temprano en el plan de estudios.

¿Has oído hablar de Signal Processing First (por McClellan, Schafer y Yoder)? El desglose de las telecomunicaciones es como "las comunicaciones digitales en segundo lugar". (Si fuéramos más inteligentes, podríamos haberlo llamado "DC Second").

Todas esas partes misteriosas del sistema (como los bucles de fase bloqueada, los bucles Costas, la recuperación del tiempo de maximización de energía, la ecualización de mínimos cuadrados y la decisión dirigida) se manejan de una manera unificada: mediante la aplicación de optimización de gradiente. Después de leer Fallos en las telecomunicaciones, descubrirás que ya no son tan misteriosos.

Pero no confíe en nuestra palabra... aquí hay algunas cosas que otras personas dicen:

Thing_One - de un revisor anónimo de Telecommunication Breakdown:

Mientras revisaba Telecommunications Breakdown, me hice las siguientes preguntas:

(1) ¿Puedo utilizar este libro en un curso de sistemas de comunicación digital existente en mi institución?

(2) ¿Sugiere este libro un cambio de paradigma en la forma en que actualmente pensamos y enseñamos los sistemas de comunicaciones en mi institución?

(3) ¿Cómo ayudaría este libro a mis estudiantes de pregrado o posgrado a desarrollar y construir sistemas de comunicación prácticos?

Con respecto a la pregunta (1), Telecommunications Breakdown es un enfoque bastante radical para el tema de la enseñanza del diseño de sistemas de comunicaciones (particularmente el diseño de receptores)... ¡esto, sin embargo, probablemente sea algo bueno! Muchas instituciones han visto una migración de interés desde los cursos básicos de señales y sistemas de comunicaciones hacia cursos más "modernos" de ingeniería informática. Creo que el software de radio hace que la ingeniería de sistemas de comunicaciones sea más accesible y atractiva para estos estudiantes al permitirles "jugar" con ellos en un entorno libre de hardware tradicional y equipos intimidantes/costosos. Por tanto, creo que la respuesta a (2) es "sí". El enfoque de software de radio en Telecommunications Breakdown abre una variedad de oportunidades de laboratorio/proyectos que serían imposibles dentro del programa académico tradicional utilizando hardware analógico. El enfoque de radio de software también puede aprovechar las capacidades inherentes de captura y visualización de la PC para permitir una recopilación de datos sencilla, un posprocesamiento y una visualización creativa de señales/sistemas sin equipo adicional. Si bien creo que esto aún debe equilibrarse con la "cantidad correcta" de teoría, creo que Telecommunications Breakdown es un paso sólido hacia el cambio en la forma en que enseñamos los sistemas de comunicaciones.

Mis cosas favoritas de Telecommunications Breakdown son (a) el enfoque en el software de radio, (b) el hecho de que no pasa por alto cuestiones prácticas importantes como la recuperación de tiempos de portadora y baudios, (c) también tiene muchos ejemplos excelentes basados en Matlab. como buenos problemas que se basan en los ejemplos del texto, (d) Capítulo 14 (una de las mejores explicaciones básicas sobre codificación de fuentes y canales que he leído).

Thing_Two - de otro revisor anónimo de Telecommunication Breakdown:

Uno podría pensar que este es otro libro de texto sobre comunicaciones. Uno estaría equivocado. Este manuscrito se aparta de los libros de texto convencionales en varios aspectos importantes: enfoque, organización, ejercicios y requisitos previos de manejo. Aunque la mayoría de los temas cubiertos en un libro de texto convencional, similar a un tratado, están presentes, la atención se centra en la construcción de un sistema de comunicaciones y el material está organizado en capítulos dedicados al diseño de sus componentes y a la resolución de problemas relevantes. El hecho de que el libro se centre en el software de radio, con sus aplicaciones a las comunicaciones inalámbricas, es una ventaja. Los ejercicios también están orientados a cuestiones de implementación práctica en lugar de problemas teóricos... El Capítulo 15 describe un receptor de radio de software completo basado en los componentes básicos descritos en los capítulos anteriores. Este es un capítulo muy interesante y muy útil para brindar un "cierre" a los estudiantes.

Thing_Three - de otro revisor anónimo de Telecommunication Breakdown:

El libro está escrito de forma animada y es muy legible. El libro es original en su alcance y público objetivo: aparentemente, su objetivo es enseñar a jóvenes o mayores sobre el diseño de receptores sin requerir una amplia experiencia en señales y sistemas o teoría de probabilidad. En el camino, aprenden sobre el procesamiento adaptativo de señales, así como sobre Matlab y principios de diseño de ingeniería más generales. Enseñar a los estudiantes universitarios cómo implementar un receptor es un desafío que, hasta donde yo sé, no se ha afrontado antes. Este libro ayudará a hacerlo posible.

‍Thing_Four, de otro revisor anónimo de Telecommunication Breakdown:‍

Debido a la necesidad de experiencia práctica en la enseñanza de la teoría de la comunicación, este libro es oportuno. Cubre los fundamentos de los sistemas de comunicación digital y describe su implementación en términos simples y con buenos ejemplos... Este libro es único en el sentido de que no ha habido un texto comparable en esta área con la implementación de software de radio en mente... El estilo humorístico es muy apreciado.

Telecommunication Breakdown está estructurado como una cebolla: en capas. El primer capítulo presenta un boceto de una radio digital; la primera capa de cebolla. El segundo capítulo quita la cebolla para revelar otra capa que completa detalles y desmitifica varias piezas del diseño. Luego, los capítulos sucesivos revisan las mismas ideas, y cada capa agrega profundidad y precisión. El primer receptor funcional (aunque idealizado) aparece en el Capítulo 9. Luego, los supuestos idealizadores se eliminan uno por uno a lo largo de los capítulos restantes, culminando en un sofisticado diseño de radio definido por software en el capítulo final. Estas capas son:

1. La ingenua capa de comunicaciones digitales: la primera capa de la cebolla introduce la transmisión digital de datos y analiza cómo los bits de información pueden codificarse en formas de onda, enviarse a través del espacio hasta el receptor y luego decodificarse nuevamente en bits. Dado que no existe un reloj universal, las cuestiones de sincronización se vuelven importantes y algunas de las cuestiones más complejas en el diseño de receptores digitales implican la sincronización de la señal recibida. Se puede considerar que el sistema consta de tres partes: el transmisor, el canal de transmisión y el receptor.

Digital Mensaje -> codificación -> legumbres formación -> frecuencia traducción

Frecuencia Traducción -> muestreo -> decisión dispositivo -> decodificación -> reconstruido mensaje

2. La capa de arquitectura de componentes: los dos capítulos siguientes proporcionan más profundidad y detalle al describir un sistema de telecomunicaciones completo. Cuando la señal transmitida pasa a través del aire mediante ondas electromagnéticas, debe tomar la forma de una onda continua (analógica). Una buena forma de comprender este tipo de señales analógicas es mediante la transformada de Fourier, que se analiza brevemente en el Capítulo 2. Los cinco elementos básicos del receptor resultarán familiares para muchos lectores y se presentan en el Capítulo 3 de una forma que les resultará familiar. Directamente útil al crear implementaciones Matlab de las distintas partes del sistema de comunicación. Al final de la segunda capa, la arquitectura básica del sistema está fijada; el orden de los bloques en el diagrama del sistema se ha estabilizado.
3. La capa del sistema idealizado: La tercera capa abarca los Capítulos 4 al 9. Esta capa ofrece una mirada más cercana al receptor idealizado: cómo funcionan las cosas cuando todo está bien: cuando se conoce el momento, cuando los relojes funcionan exactamente a la velocidad correcta, cuando no hay reflexiones, difracciones o difusiones de las ondas electromagnéticas. Esta capa también integra ideas de cursos de sistemas anteriores e introduce algunas herramientas de Matlab necesarias para implementar la radio digital. El orden en que se discuten los temas es precisamente el orden en que aparecen en el receptor:

Canal Capítulo 4 -> frecuencia traducción Capítulo 5 -> muestreo Capítulo 6 -> frecuencia traducción -> recibir filtración -> ecualización Capítulo 7 -> decisión dispositivo -> decodificación Capítulo 8 -> reconstruido mensaje

Canal: Degradaciones y sistemas lineales.

Capítulo 4

Traducción de frecuencia: modulación de amplitud y FI.

Capítulo 5

muestreo y control automático de ganancia

Capítulo 6

recibir filtrado: filtrado digital

Capítulo 7

símbolos a bits a señales

Capítulo 8

El Capítulo 9 proporciona un sistema de radio digital completo (aunque idealizado) definido por software.

4. La capa de componentes adaptativos: la cuarta capa describe todas las correcciones prácticas que se requieren para crear una radio viable. Uno por uno se estudian los diversos problemas y se proponen, implementan y prueban soluciones. Estos incluyen correcciones para ruido aditivo, problemas de compensación de tiempo, desajustes y fluctuaciones de frecuencia de reloj y reflexiones de trayectorias múltiples. Nuevamente, el orden en que se discuten los temas es el orden en que aparecen en el receptor.

recuperación del transportista:

el momento de la traducción de frecuencia

Capítulo 10

recibir filtrado:

el diseño de formas de pulso

Capítulo 11

recuperación del reloj:

el momento del muestreo

Capítulo 12

igualdad:

filtros que se adaptan al canal

Capítulo 14

codificación:

hacer que los datos sean resistentes al ruido

Capítulo 15

5. La capa de integración: La quinta capa es el proyecto final del Capítulo 16 que integra todas las correcciones de la cuarta capa en la estructura del receptor de la tercera capa para crear un receptor digital completamente funcional. El receptor bien fabricado es resistente a distorsiones como las causadas por ruido, interferencias de trayectos múltiples, imprecisiones de sincronización y desajustes de reloj.

Aquí hay una versión bastante detallada de la tabla de contenidos. Si es un instructor y está considerando adoptar Telecommunication Breakdown para una clase, es posible que le interese nuestro rap "para el instructor".