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7/25/2019 Conf 2_Sist TxD Teoria Com

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COMUNICACIN DE DATOSCOMUNICACIN DE DATOS

PhD . Marely del Rosario Cruz Felipe

Octubre 2015 1


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Ttulo Las redes de transmisinde datos. Componentes

bsicos de un sistema decomunicacin. Teora de lainformacin.

!"#D$D 1 INTRODUCCIN A LAS

COMUNICACIN DE DATOS

2


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%u&ario1. Componentes bsicos de unsistema de comunicacin.

2. Teora de la informacin.

'iblio(ra)a [1] Stallings W. Comunicaciones y

Redes de Computadores, 7ma Edicin,

200.

[2] Briseo, J. E. Transmisin de datos. raedicin. 2!!".


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Ttulo Las redes de transmisinde datos. Componentesbsicos de un sistema de

comunicacin. Teora de lainformacin.

!"#D$D 1 INTRODUCCIN A LAS

COMUNICACIN DE DATOS

#


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Claude El!ood S"annon

1#1$ % 2001

Modelo de Comunicacin de Shannon

Sistema de transmisin de datos

"


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Sistema Bsico deSistema Bsico deTransmisin de DatosTransmisin de Datos

&uente

transmisor

canal detransmisin

receptor

destino

in&ormacin Se'al

transmitida

Se'al

reci(ida

)n&ormacinrecuperada*

$


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+uente destino- Computadora o peri&rico. /ispositio capa de

generar mensaes.

3ransmisor- /ispositios 4ue se encargan de adecuar y poner en

correspondencia la se'al para 4ue pueda ser transmitida por el

medio de comunicacin.

Receptor- /ispositio 4ue reci(e la se'al transmitida.

Se'al- 5roceso &6sico 4ue representa y transporta un mensae.

ensae- Conunto de s6m(olos 4ue contiene cierta in&ormacin.

edio de transmisin- medio &6sico 4ue asegure el en6o de

se'ales del dispositio emisor al de recepcin. edio por el 4ue

iaa las se'ales. 8os m9s comunes son- par trenado, ca(le

coa:ial, &i(ra ptica, radio enlaces y comunicacin 6a satlite.

Componentes de un Sistema Bsico deComponentes de un Sistema Bsico deTransmisin de DatosTransmisin de Datos

%


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Modelo de un sistema deModelo de un sistema deTransmisin de DatosTransmisin de Datos

fuenteprocesamiento

en TX

canal

destinoprocesamiento

en RX

efectos

indeseables*

&


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Procesamiento enProcesamiento entransmisintransmisin

fuentecodificacin

de la fuentecifrado

codificacin

de canal

Banda

BaseModulador

Medio

de CX*

Mux

'


10/39

Procesamiento enProcesamiento enrecepcinrecepcin

del medio

de CXdemodulador detector

Decodificacinde canal descifrado

destino*

Mux

Decodificacinde fuente

1!


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Modelo de un sistema detransmisin de datos

/ecodi&.

&uente

/es%

ci&rado

/ecodi&.

canal

/emo%

dulador

;anda

;ase

Codi&.

canal

C


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%Codi&icacin del mensae%;anda (ase o modulacin%Codi&icacin de la &uente%Compresin%Ci&rado%ultiple:acin

Funciones de un transmisor

12


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Qu es una fuente de informacin?

En lo esencial, cualquier objeto puede ser una fuente de

informacin, siempre y cuando se modele adecuadamente su

funcionamiento o caractersticas.

Un dispositivo capa de !enerar mensajes.

Fuentes de informacin

1


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"uentes de informacin discretas# "uentes que

!eneran una cantidad limitada de mensajes

"uentes de informacin continuas

Ej# Un reloj anal!ico, un termmetro, un barmetro,

una pesa.

Ej# Una moneda, un dado, un reloj di!ital, un

teclado.

$ualquier fuente de informacin continua puede modelarse como fuente de

informacin discreta, debido a la necesidad de cuantificar la informacin

!enerada.

"uentes discretas sin memoria # la aparicin de unsmbolo no depende de otros anteriores.

1#


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Smbolos de la fuente: Unidad mnima de

informacin de una fuente.

Mensaje: Una combinacin de smbolosde la fuente.

1"


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Qu es la informacin?

Cmo medirla?

1$


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$mo medir la informacin que !enera una fuente?

$mo se mide la informacin que contiene un $% o un

disco duro?

Es posible medir la informacin contenida en un peridico?

& en un dado?

'ecesidad de encontrar una forma (omo!nea de medir el valor de

la informacin. Ello !arantiara la uniformidad en el modelado de

fuentes de informacin y optimiara el uso de smbolos en estas.

Teora de la #*)or&aci+*

1%


18/39

)En 1,2- "yuistpu(lica un articulo en el 4uedemuestra 4ue una se'al continua en el tiempo con&inada

en una (anda puede descri(irse @nicamente de &orma

discretiada temporalmente si la &recuencia de muestreo

es el do(le del anc"o de (anda.

%En 1,2/ arleysugiri la idea de 4ue el contenido de la

in&ormacin de(er6a depender directamente del logaritmo

de la pro(a(ilidad del mensae correspondiente.

% En 1,-/ Claude . %ha**o*pu(lic en la reista ABell

System Tecnical !ournalB el tra(ao titulado A>na teor6a

matem9tica de la comunicacinB, 4ue sent las (ases

so(re la teor6a de la in&ormacin.

Or(e*es de la teora de la i*)or&aci+*

1&


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. !uermo todos los das

". #o$ llo%er&

'. Fuimos a comer

Di(a e* los si(uie*tes &e*sa3es si se aporta

&ucha4 poca o *i*(u*a i*)or&aci+*

1'


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Relaci+* e*tre i*)or&aci+* e i*certidu&bre o

probabilidad de ocurre*cia de u* e6e*to

Ej *naliar la probabilidad de ocurrencia de

un evento en el caso de#

) Una +oneda

) Un dado

) Una caja con bolas ne!ras y una blanca

2!


21/39

#*certidu&bre o probabilidad de ocurre*cia

de u* e6e*to

Un dado

-mbolo robabilidad

s/ 0.1 s2 0.1

21


22/39

Ca*tidad de i*)or&aci+*

3a cantidad de informacin que se obtiene al recibir

un smbolo debe cumplir los si!uientes requisitos#

/. Que asocie de manera inversamente proporcional la

$antidad de 4nformacin de un smbolo con la probabilidad

de ocurrencia del mismo.

2. Que resulte con valores de nulo a positivo. 'o (ay ran

para que el valor de la cantidad de informacin sea ne!ativo.

Un evento puede dar nin!una o al!una informacin.

5. 3a informacin de un mensaje debera ser la suma de las

informaciones de cada uno de sus smbolos. 22


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7a ca*tidad de i*)or&aci+* e* u* e6e*to se e8presa

2 /6 7 l o!6 7

I EP E

=

-(annon

8it

2


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Propiedades de la ca*tidad de i*)or&aci+*

/. 46E7 0

/. -i 6E7 9 /, entonces 46E7 9 0

/. -i 6E/7 : 6E27, entonces 46E/7 ; 46E27

/. -i 6E/,E27 9 6E/7 < 6E27

entonces 46E/E27 9 46E/7 = 46E27

6Eventos 4ndependientes7 2#


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9ue es *tropa

(ntro)a$antidad promedio de

informacin por smbolo

que provee la fuente.

2

/

6 7 6 7 lo! 6 7n

i i

i

H s P s P s=

=

-i una fuente semite nsmbolos la entropa es#

2"


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/. >6s7 0

2. >6s7 9 0 mensaje con / y el resto 0.

5. >6s7>ma@6s7 9 lo!2 n 9 $46capacidad de

smbolo de la fuente7

A. 3a entropa es una ma!nitud acotada

Propiedades de la *tropa

2$


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3e&plo

1 Con una moneda- Ds 1 (its6m(olo

2% Si se supone una &uente s 4ue emiteF s6m(olos con pro(a(ilidades

5Gs1 H, 5Gs

2 I y 5Gs

FI.

DGs % H log2H % I log

2I % I log

2I

1,J S"annons6m(olo. 2%


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Que sucede si dos personas que se comunican

mediante palabras (ablan idiomas diferentes?

3a necesidad de adaptar los smbolos o mensajes

que !enera la fuente a otros que puedan manejar

el sistema de transmisin para emitirlos en elcanal de comunicaciones.

Bbjetivo fundamental de la codificacion

Tipos de c+di(os

2&


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Codificacin

$odificar es establecer correspondencia entre loss6mbolos de la fuente y los s6mbolos del alfabeto de un

cdi!o.

* cada letra de la fuente le corresponde una ciertasecuencia de s6mbolos, conocida por palabra delcdi!o. 3a cantidad de s6mbolos en la palabra delcdi!o determina lo que se conoce como longitud de

la palabra del cdigo. 2'


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Dado 1: 001 2: 010

;: 011

-: 100

C+&o realizar u*a codi)icaci+*4 por e3e&plo4 bi*aria de u*a

&o*eda o u* dado

Mo*eda cara = 1

cruz = 0

!


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3on!itud media del cdi!o

L=i=1

M

p i li

+# $antidad de smbolos del alfabeto

"uente

li# Es la lon!itud en smbolos del mensaje i

i# robabilidad de ocurrencia del smbolo

del +ensaje

3 es la cantidad de smbolos del alfabeto de cdi!o que como promedio

son necesarios para representar cada mensaje de la fuente.

1


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Eemplo-

/) Si se aplica el cdigo (inario


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Esencialmente una codi&icacin ser9 e&iciente,

si el cdigo o(tenido resulta en mensaes 4ue

aporten la misma in&ormacin 4ue los s6m(olosoriginales de la &uente.


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Eficiencia

+ensajes de la "uente

m/m2m3...mM

alabras del $di!o

s2s2, s5s/s/, s/s5s1....

H s prom

FUENTE==1

n

pilog

2pi

>prom$B%4CB9 3 lo!2r

$B%4"4$*%BD

ara que no (aya prdida de informacin en el proceso de codificacin

tiene que cumplirse que la informacin promedio que emite la fuente no

sea mayor que la informacin promedio de las palabras de cdi!o#

>6s7prom"UE'E

>prom$B%4CB #


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rimer teorema de -(annon#

'o es posible obtener en un cdi!o una entropa6bitsFsmbolo7 menor que la de la fuente ori!inal.

* lo sumo, serGn i!uales. -iendo por tanto la entropade una fuente 6con sus smbolos ori!inales7 la menorposible.

Eficiencia de un $di!o

( )

( )c

s

H

H=

"


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Pre(u*tas

$


37/39

Co*clusio*es

%


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Traba3o $ut+*o&o

&


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PhD . Marely del Rosario Cruz Felipe

O t b 2015 '

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