File-1417024485.pdf

Contenido

Prefacio Introducción Capítulo 1. Introducción a MATLAB 1.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Instrucciones for, while, if . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1. For . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. While . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.3. If . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Relaciones de comparación . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Operaciones básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1. Generación de vectores y matrices . . . . . . . . 1.4. 1. 4.2. 2. Op Oper erac acio ione ness es esca cala lare res, s, vec ecto tori rial ales es y ma matr tric icia iale less . 1.4.3. Funciones vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.4. Funciones matriciales . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.5. Submatrices y uso del índice . . . . . . . . . . . 1.55. Ge 1. Gen ner eraaci cióón de arc rch hiv ivos os y fu func ncio ione ness ti tipo po m . . . . . . . . 1.6. Entrada de datos y de texto . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Formato de salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Graficación con MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8.1. Curvas planas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8.2. Gráficas en 3 dimensiones . . . . . . . . . . . . . 1.9. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.10. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 2. Sistemas, señales y análisis en frecuencia 2.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Señales representa tad das en MATLAB . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Impulso unitario . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2. Escalón unitario . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

XVII XIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.3. Senoidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4. Función exponencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Series de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Transformada de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. 2. 4.1. 1. Tra rans nsfo form rmad adaa de Fou ouri rier er de se secu cuen enci cias as di disc scre reta tass . . . . . . . . 2.4 .4.2 .2.. Pr Prop opie ieda dade dess de la tr tran anssfo form rmaada de Four urie ierr . . . . . . . . . . . 2.4.3. Linealidad de la TDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.4. Desplazamiento en el tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.5. Convolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.6. Modulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.7. Inversión en el tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.8. Desplazamiento circular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. 2. 4.9. 9. Tra rans nsfo form rmad adaa di disc scre reta ta de Fou ouri rier er ma matr tric icia iall . . . . . . . . . . . 2.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 3. Procesamiento digital de señales 3.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Teorema de muestreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. 3. 3. Si Sist steema mass li line neal ales es e in invvar aria ian nte tess en el ti tiem empo po . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. Convolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. 3. 3.2. 2. Ec Ecua uaci ción ón di dife fere renc ncia iall de lo loss si sist stem emas as di disc scre reto toss . . . . . . . . . . 3.3 .3.3 .3.. Fi Filt ltrros con re resp spu ues esta ta al imp impul ulsso fini finito to FI FIR R. . . . . . . . . . . . 3.3. 3. 3.4. 4. Fi Filt ltro ross co con n re resp spue uest staa al im impu puls lsoo in infin finit itoo II IIR R . . . . . . . . . . . 3.3.5. Función de transferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4. Transformada Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1. Propiedades de la Transformada Z . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.2. Diagrama de po pollos y ceros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. Diseño de filtros digitales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1.. Transf 3.5.1 ransformac ormación ión de filtros analógicos analógicos median mediante te el método de invariancia de la respuesta al impulso . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.2. Transformación bilineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 .5.3 .3.. Pr Prin inci cip pal alees ti tipo poss de fil filtr troos an anal alóógi giccos . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.4. Filtros Butterworth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.5. Filtros tipo Chebyshev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.6. Diseño de Filtros tipo FIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alfaomega Alfaome ga

MATLAB MA TLAB Aplicado a Telecomunic elecomunicaciones aciones

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Mauricio Alberto Ortega Ruiz Ruiz

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3.7. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 4. Procesamiento de señales de voz 4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Acústica de la voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. 4. 2.1. 1. Ca Cara ract cter erís ísti tica cass de lo loss ór órga gano noss qu quee in inte tegr gran an la vo vozz . 4.3. Captura de la voz en MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Análisis en el dominio del tiempo . . . . . . . . . . . . . . 4.5. Análisis en el dominio de la Frecuencia . . . . . . . . . . . 4.5.1. Espe pecctr troograma de la señal de voz . . . . . . . . . . 4.6. Predicción lineal de la voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6.1. Teoría de estimación . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6.2. Identificación de un sistema . . . . . . . . . . . . . 4.6.3. Predicción lineal en MATLAB . . . . . . . . . . . 4.7. 4. 7. Co Comp mpre resi sión ón de de la la voz voz y VOC VOCOD ODER ERS S en en tele telefo foní níaa cel celul ular ar . 4.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 5. Introducción al procesamiento de imágenes 5.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1. Captura de una imagen . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Ecualización del histograma . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1. Mod odiificación del histograma . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Ajuste de la imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Detección de orillas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4. 5. 4. Tran anssfo forrma mad da de Four urie ierr de un unaa im imag ageen . . . . . . . . . . 5.4.1. Separabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.2. Traslación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.3. Periodicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5. Transformada coseno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6. Visión artificial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.8. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 6. Sistemas de comunicación 6.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Communications Sys yste tem m Too oollbo boxx . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Mod odu ulación en amplitud AM . . . . . . . . . . . . . . . . MATLAB Aplicado a Telecomunicaciones

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Mauricio Alber to Or tega Ruiz

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6.3.1. Tipo poss de Mod odu ulación AM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6.3.2. Demodulación AM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.3 .3.3 .3.. De Demo modu dula laci cióón sín ínccro rona na y así sínc ncro ron na . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1311 6.4.. Uso de SIMU 6.4 SIMULIN LINK K para para sim simula ulació ción n de sis sistem temas as de de comu comunic nicaci ación ón . . . 133 6.5. Mod odu ulación en frecuencia FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.5.1. Análisis en frecuencia de FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 6.6. 6. 6. Rui uido do en lo loss sis iste tema mass de com omun unic icaaci cióón . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1411 6.6.1. Ruido blanco gaussiano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 6.6. 6. 6.2. 2. Mu Mult ltit itra raye yect ctor oria iass en el me medi dioo de co com mun unic icac ació ión n . . . . . . . . . 14 1433 6.6.3. Velocidad Doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 6.6.4. Dispersión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 6.6.5. Inte terrferencia intersimbó bóllica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 6.6.6. Mod odeelo del canal en MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.6.7. Mod odeelo del mod odu ulador en MATLA LAB B . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.7. Siste tem mas de comunicación digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.7. 6. 7.1. 1. Mo Mode delo lo de dell ca cana nall di digi gita tall bi bina nari rioo si simé métr tric icoo . . . . . . . . . . . . 14 1499 6.7.2. Tasa de bits con error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 6.8. Modulación digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 6.8.1. Comunicación M-aria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 6.8 .8.2 .2.. Mo Modu dula laci cióón dig igit ital al en fr frec ecue uen nci ciaa FS FSK K . . . . . . . . . . . . . . 152 6.8.3. Mod odu ulación digital en fase PSK . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 6.8. 6. 8.4. 4. Mo Modu dula laci ción ón di digi gita tall en cu cuad adra ratu tura ra QP QPSK SK . . . . . . . . . . . . . 15 1566 6.8. 6. 8.5. 5. Mod Modul ulac ació ión n dig digit ital al en Am Ampl plit itud ud y Cua Cuadr drat atur uraa QAM QAM . . . . . . 15 1588 6.9. 6. 9. Re Rend ndim imie ien nto en lo loss si sist stem emas as de co com mun unic icac ació ión n . . . . . . . . . . . . . . 16 1611 6.10. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 6.11. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Capítulo 7. Líneas de transmisión, propagación de ondas y antenas 7.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 7.2. Mod odeelo de la línea de transmisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 7.2.1. Cable multipar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 7.2.2. Par trenzado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 7.2.3. Cable coaxial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.3. Onda estacionaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.4. Carta de Smith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7.4 .4.1 .1.. Acop opla lado dorr de cua uarrto de lo lon ngi gitu tud d de on onda da . . . . . . . . . . . . 175 Alfaomega Alfaome ga


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7.5. Antenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.1. Impe ped dancia de la antena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.2. Resistencia de radiación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.3. Ganancia de la antena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.4. Patrón de radiación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.5. Directividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.66. Pro 7. rop pag agaaci ción ón de on onda dass ele lecctr trom omag agné néti tica cass . . . . . . . . . . . . . . . 7.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.8. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 8. Comunicaciones por microondas y satelitales 8.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3. Órbitas satelitales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.1. Clasical Orbital Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.2. Principales órbitas sate tellitales . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.3. Órbitas asíncronas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.4. Órbitas geosíncronas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.5. Órbitas geoe oesstacionarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4. Estaciones terrenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5. Pérdidas en un enlace satelital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6. 8. 6. Ca Cara ract cter erís ísti tica cass de un un sist sistem emaa de co com mun unic icac ació ión n por sa saté téli lite te . . . . . 8.6.1. Multicanalización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6 .6.2 .2.. Mod odul ulac ació ión n de la se seña ñall en ba band ndaa ba base se . . . . . . . . . . . . 8.6.3. Cod odiificación de la información . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6.4. Frecuencias de microo oon ndas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.7. 8. 7. An Anál ális isis is de un si sist stem emaa de de com comun unic icac ació ión n sat satel elit ital al . . . . . . . . . . . 8.8. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.9. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 9. Introducción al procesamiento de señales de radar 9.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2. Señal Chrirp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3. Detección de po possición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.44. Ra 9. Rada darr Do Dop ppl pler er:: de dete tecc cció ión n de la vel eloc ocid idad ad . . . . . . . . . . . . . . 9.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MATLAB Aplicado a Telecomunicaciones

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Capítulo 10. Comunicaciones ópticas 10.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2. Optical Fibe berr Too oollbo boxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3. Fibra óptica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.1. Ín Índice de refracción en el OFT . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.2. Ley de Snell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.3. Modos de operación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.4. Fi Fibras de índice escalonado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.5. Fi Fibras de índice gradual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4 10 .4.. Pará rám met etro ross de ope pera raci ción ón de la fibr braa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.5. 10. 5. Pro Propag pagaci ación ón de de una una onda onda elec electro tromag magnét nética ica en fibra fibra ópt óptica ica . . . . . 10.6 10 .6.. Ate ten nua uacció ión n y pé pérrdi dida dass en en un una fibr fibraa ópt óptic icaa . . . . . . . . . . . . . . 10.6.1. Pé Pérdidas po porr absorción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6.2. Pé Pérdidas po porr dispe perrsión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10. 0.66.3 .3.. Pér Pérdi dida dass en en lo loss aco acopl plam amie ien nto toss . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6.4 10. 6.4.. Otros elem elemen entos tos en en un siste sistema ma de com comuni unicac cación ión ópti óptica ca . . . 10.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.8. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 11. Filtros adaptables y aplicaciones a telefonía móvil 11.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11. 1.1. 1.1. 1. Es Estr tru uct ctur uraa de un fil filtr troo ad adap apta tabl blee . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 11 .2.. Pri rinc ncip ipaale less Al Alggor orit itmo moss Ada dapt ptab able less . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3. Algoritmo LMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4. Algoritmo RLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5. 11. 5. Func uncion iones es de de ecual ecualiza izacio cion n en el el toolbox toolbox de de comu comunic nicaci acione oness . . . . . 11.5.1. Cr Crear obj bjeeto ecualizador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5.2. Pr Propiedades del ecualizador . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5 11 .5.3 .3.. Sim Simul ulac ació ión n de de ecu ecual aliz izad adoo a la la señ señal al de dese sead adaa . . . . . . . . . 11.5 11 .5.4 .4.. Apli Aplica caci cion ones es pa para ra ca canc ncel elac ació ión n de de rui ruido do . . . . . . . . . . . . 11. 1.5. 5.5. 5. Fi Filt ltrros ad adap apta tabl blees en Si Sim mul ulin inkk . . . . . . . . . . . . . . . . 11.6. 11. 6. Apl Aplica icacio ciones nes de de filtros filtros adap adaptab tables les a las las comu comunic nicaci acione oness celula celulares res . 11.6 11 .6.1 .1.. Evol Evoluc ució ión n de de las las co com mun unic icac acio ione ness cel celul ular ares es . . . . . . . . . . 11.6 11 .6.2 .2.. Ecu Ecual aliz izac ació ión n de dell ca cana nall de co com mun unic icac ació ión n . . . . . . . . . . . 11.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.8. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alfaomega Alfaomeg a


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Bibliografía Índice analítico

MATLAB Aplicado a Telecomunicaciones

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