lunes, 12 de agosto de 2013

MODOS DIGUITALES

Modos digitales


Todos los modos de comuniación digital, tanto en HF como en otras bandas, tienen en común el estar basados en el empleo de técnicas de procesado digital de señal. Para conseguir este proceso digital de señales se emplean ordeandores con procesadores de propósito general, como por ejemplo los antiguos Pentium, y tarjetas de sonido; los cuales junto a tarjetas específicas o sin ellas, quienes se encargan de la digitalización y la modulación de señales; podiendo recurrir a codecs de calidad audio; ya que en los sistemas digitales, la señal que transporta la información se digitaliza antes de ser transmitida.
Los sistemas digitales utilizan una lógica binaria, representando la información por medio de bits. El bit (Binary digiT) es la unidad básica de información en el sistema binario, y puede tomar los valores ó 1.Para comoner una información, en el sistema binario, debemos de recurrir a una serie de 1 y 0.
El proceso de transformación de una señal analógica, como la voz, en una señal digital se denomina digitalización, y se lleva a cabo mediante:
  • Un Muestreo o toma de muestras de la señal analógica, a intervalos repetitivos y separados por la misma cantidad de tiempo (frecuencia de muestreo fija). Cuantas más muestras se tomen por unidad de tiempo -cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo -, la señal digital representará con mayor fidelidad a la señal analógica original.
  • Una Cuantificación del valor tomado de la señal analógica original en el proceso de muestreo con bits. Por ello, cuantos más niveles de cuantificación tengamos, mayor fidelidad tendrá la representación de la señal analógica en el plano digital y  serán necesarios mayor número de bits.

En el campo de las comunicaciones digitales por radio, el resultado de la digitalizaciónnuestra señal analógica será transformada en una señal digital cuyos valores podemos representar con un conjunto de bits, que utilizaremos para realizar una modulación digital.

Modulaciones digitales
Una vez que disponemos de la señal digitalizada, la utilizaremos para modular una portadora y de esta forma ser transmitida a través del canal. Los esquemas de modulación digital pueden llegar a ser bastante complejos, aunque básicamente se agrupan en:
  • ASK (Amplitude Shift Keying). La portadora se modula en valores discretos de amplitud. Al igual que en el caso de la AM analógica, este tipo de modulación es muy sensible a los desvanecimientos originados en el canal.
  • FSK (Frequency Shift Keying). Existen varias portadoras con valores discretos de frecuencia. Esta modulación es más robusta frente al ruido que la ASK, y se usa por ejemplo en la transmisión de datos por radiopaquete. En el caso de que existan dos posibles frecuencias para transmitir la señal, hablamos de BFSK (Binary Frequency Shift 
  • PSK (Phase Shift Keying). La portadora se modula en valores discretos de fase. Esta modulación y sus variantes consituyen el esquema de modulación digital más robusto frente a desvanecimientos y propagación multicamino. Se usan en diversos sistemas, entre ellos la telefonía móvil digital (GSM).
La capacidad de un sistema digital se cuantifica con la cantidad de bits que es capaz de transmitir por unidad de tiempo, midiéndose por tanto en bits por segundo (bps) o en sus múltiplos más comunes: kilobits por segundo (1 kbps = 1000 bps) y megabits por segundo (1 Mbps = 1000000 bps).
  • JT65. El modo JT-65A es un protocolo de comunicacion  para comunicaciones de señal muy débil desarrollado por K1JT y es adecuado para comunicaciones EME  en V-UHF y en comunicaciones por onda terrestre en HF.  JT65-HF fue especialmente diseñado como una aplicación para la recepción y transmisión del protocolo JT65A en las bandas de aficionados de alta frecuencia. La versión JT65-HF 1.0.9.3 Beta / 1.0.7 con licencia GPL, se puede descargar de http://sourceforge.net/projects/jt65-hf/. Para la instalación del programa JT65HF puedes leer la información contenida en el documentohttp://www.hfradio.org.uk/index.html. Más información sobre frecuencias y modos de trabajo con JT65 se puede encontrar en http://hflink.com/jt65/. Otros programas para trabajar en esta modalidad: WSJT (manual en español más abajo) y MultiPSK

Digitalización de la voz.
Como caso práctico de transmisión digital, vamos a estudiar el proceso de digitalización de la voz.
Si analizamos el espectro de la voz, comprobaremos que la mayor parte de su energía se concentra en el rango de 0 a 4 kHz.
Para muestrear una señal de este tipo sin que se produzca pérdida de información, deberemos utilizar una frecuencia de muestreo de al menos el doble del límite superior del espectro de la señal. En este caso, usaremos una frecuencia fm = 2 x 4 kHz = 8 kHz, es decir, tomaremos 8000 muestras por segundo de la voz.
Ahora tenemos que representar digitalmente cada una de las 8000 muestras por segundo que estamos tomando. Para ello, se utiliza un cuantificador de 256 niveles: tendremos 256 niveles discretos de amplitud para representar cada muestra. Como tenemos 256 niveles, cada nivel podrá ser representado por 8 bits, ya que 28 = 256.
En resumen, si tomamos 8000 muestras cada segundo y representamos cada una de ellas con 8 bits, tendremos un total de 8000 x 8 = 64000 bits/s = 64 kbps. Necesitamos un canal digital capaz de transmitir 64 kbps para transportar una conversación de voz.
FUENTE: http://www.proteccioncivil.es/es/DGPCE/Informacion_y_documentacion/catalogo/carpeta02/carpeta24/vademecum/vade01.htm

Interfaces

Esquemas de Interfaces para operar con programas de modos digitales encontrados en la página de IZ4CZL
Simple Interface for any Digital Modes Software
Interface simple para cualquier programa de modos digitales

Isolated Interface for any Digital Modes Software
Interface con aislamiento eléctrico para cualquier programa de modos digitales

PTT & CW Interface for any Digital Modes Software
Interface para CW con PTT y para cualquier programa de modos digitales

PTT & Audio Interface for any Handheld RIG
Interface de audio y PTT para cualquier Walky Talky

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