Teoría de la Comunicación
Código: 102696 Créditos ECTS: 9| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500898 Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación | OB | 3 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Gonzalo Seco Granados
- Correo electrónico:
- Gonzalo.Seco@uab.cat
Uso de idiomas
- Lengua vehicular mayoritaria:
- catalán (cat)
- Algún grupo íntegramente en inglés:
- No
- Algún grupo íntegramente en catalán:
- Sí
- Algún grupo íntegramente en español:
- No
Otras observaciones sobre los idiomas
En clase también se podrá utilizar el castellano indistintamente y algunos materiales puedes estar en castellano o inglés.Equipo docente
- Rafael Terris Gallego
Prerequisitos
Esta asignatura se puede considerar que es la continuación la asignatura 102714 Fundamentos de Comunicaciones, por lo tanto, se recomienda haber cursado y superado 102714 Fundamentos de Comunicaciones.
También es conveniente tener un buen conocimiento de 102690 Fundamentos de Señales y Sistemas, y 102712 Señales y Sistemas Discretos.
Objetivos y contextualización
Un sistema de comunicaciones en general consta de los siguientes bloques: fuente, codificador de fuente, codificador de canal, modulador, canal, demodulador, decodificador de canal, decodificador de fuente y destinatario. En el curso de Fundamentos de Comunicaciones se ha puesto la emfàsis en el estudio del modulador, canal y demodulador. En este curso, en primer lugar se recordarán y se verán algunos aspectos nuevos de la parte de modulación y demodulació, pero sobre todo se estudiará en profundidat el resto de bloques del sistema, poniendo especial atención en la caracterización de las fuentes a nivel de teoría de la información, la compresió mediante códigos de fuente y la corrección de errores introduits por el canal mediante la codificación de canal.
Los objetivos específicos son:
- Consolidar los conocimientos sobre modulaciones y demodulacions, y describir algunas técnicas más avances que las vistas a los cursos anteriores.
- Dimensionar los sistemas de comunicaciones desde el punto de vista de probabilidad de error (codificación).
- Analizar el flujo de información a lo largo del sistema de comunicaciones usando los conceptos de teoría de la información.
- Conocer los limites fundamentales dados por la teoría de la información.
- Codificar fuentes para reducir la redundancia.
- Conocer los principales métodos de codificación de canal y sus principios de funcionamiento.
Competencias
- Actitud personal
- Aplicar técnicas de procesado de señal determinístico y estocástico en el diseño de subsistemas de comunicaciones y en el análisis de datos.
- Aprender nuevos métodos y tecnologías en base a sus conocimientos básicos y tecnológicos, con gran versatilidad de adaptación a nuevas situaciones.
- Comunicación
- Diseñar y dimensionar sistemas de comunicaciones multiusuario utilizando los principios de la teoría de la comunicación bajo las restricciones impuestas por las especificaciones y la necesidad de proveer de calidad de servicio.
- Hábitos de pensamiento
- Hábitos de trabajo personal
- Redactar, desarrollar y firmar proyectos en el ámbito de la ingeniería de telecomunicación, que tengan por objeto, según la especialidad, la concepción, el desarrollo o la explotación de redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación y electrónica
- Resolver problemas con iniciativa y creatividad. Tomar decisiones. Comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas, comprendiendo la responsabilidad ética y profesional de la actividad del ingeniero técnico de telecomunicación.
- Trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe, y comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas relacionadas con las telecomunicaciones y la electrónica.
- Trabajo en equipo
Resultados de aprendizaje
- Asociar de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas adecuados para la concepción, el desarrollo o la explotación de sistemas y servicios de telecomunicación, con especial énfasis en la transmisión de datos.
- Capacidad para analizar, codificar, procesar y transmitir información multimedia empleando técnicas de procesado analógico y digital de señal.
- Clasificar las ventajas e inconvenientes de diferentes alternativas tecnológicas de despliegue o implementación de sistemas de comunicaciones, desde el punto de vista de la compresión de fuentes digitales, la codificación de canal y los mecanismos de seguridad.
- Combinar diferentes alternativas tecnológicas con el fin de proponer sistemas de transmisión de datos optimizados para las características del escenario de aplicación.
- Comprender e ilustrar los principales métodos de codificación de canal y sus principios de funcionamiento.
- Comunicar eficientemente de forma oral y/o escrita conocimientos, resultados y habilidades, tanto en entornos profesionales como ante públicos no expertos.
- Desarrollar el pensamiento científico.
- Desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.
- Desarrollar la capacidad de análisis y de síntesis.
- Desarrollar la curiosidad y la creatividad.
- Desarrollar un pensamiento y un razonamiento crítico.
- Describir, desarrollar, analizar y optimizar los diferentes bloques de un sistema de transmisión de datos.
- Diferenciar los bloques y las funcionalidades de un sistema de transmisión de datos completo.
- Diferenciar y clasificar los principales algoritmos de codificación y compresión de fuente.
- Discutir y aplicar sistemas de criptografía orientados a la mejora de la seguridad de un sistema de comunicación.
- Distinguir los parámetros fundamentales de un sistema de comunicaciones completo orientado a la transmisión de datos
- Evaluar de forma crítica el trabajo realizado.
- Gestionar el tiempo y los recursos disponibles
- Hacer un uso eficiente de las TIC en la comunicación y transmisión de ideas y resultados.
- Identificar los requisitos mínimos para una comunicación de datos digitales fiable y segura.
- Interpretar los límites fundamentales dados por la teoría de la información.
- Juzgar y criticar tanto de forma oral como escrita diferentes conceptos, métodos y técnicas de transmisión de datos digitales de forma fiable y segura.
- Planear el proceso de diseño en equipo de sistemas de comunicaciones digitales con énfasis en las tareas de compresión de fuente, de codificación de datos y de transmisión segura de mensajes.
- Prevenir y solucionar problemas
- Reconocer las diferentes técnicas de acceso multiusuario y seleccionar las soluciones más adecuadas según el escenario de comunicaciones.
- Trabajar cooperativamente.
- Trabajar de forma autónoma.
- Trabajar de forma organizada.
- Utilizar aplicaciones de comunicación e informáticas (ofimáticas, bases de datos, cálculo avanzado, gestión de proyectos, visualización, etc.) para apoyar el diseño de sistemas de transmisión de datos y facilitar su posterior transferencia tecnológica.
- Utilizar los conceptos de sistemas de compresión de fuente de codificación de datos y de transmisión segura de mensajes digitales en sistemas mono y multiusuario.
Contenido
- Introducción a los sistemas de transmisión de datos
- Detección y necesidad de las codificaciones de fuente y de canal.
- Entropía, entropía relativa, información mutua.
- Desigualdad de procesamiento de datos. Desigualdad de Fano.
- Propiedad de equipartició asintótica.
- Tipo de códigos de fuente y propiedades.
- Teorema de codificación de fuente (1er teorema de Shannon).
- Codificación de Huffman.
- Codificación de Shannon-Fano-Elias.
- Codificación de Lemple-Ziv.
- Tipo y caracterización del canal. Capacidad de canal.
- Teorema de codificación de canal (2do teorema de Shannon).
- Entropia diferencial.
- Capacidad del canal guassiano.
- Propiedades de los códigos bloque. Códigos sistemáticos.
- Matrices generadoras y de paridad.
- Ejemplos de códigos bloque. Códigos de Hamming, BCH, Reed-Solomon y LDPC.
- Decodificación y probabilidad de error.
- Códigos cíclicos.
- Propiedades de los códigos convolucionales.
- Representación y descripción. Diagrama de estados y trellis.
- Tipos de códigos. Códigos sistemáticos. Códigos recursivos.
- Probabilidad de error y prestaciones. Distancia libre. BER.
- Decodificación óptima (MLSE). Algoritmo de Viterbi.
Metodología
Actividades presenciales
- Clases de teoría: exposición de los contenidos teóricos
- Clases de problemas: resolución de problemas relacionados con la teoría, con participación de los propios alumnos.
- Prácticas de laboratorio: aplicación de las técnicas presentadas a las clases de teoría a diferentes sistemas reales y puesta en práctica con diferentes softwares de simulación.
- Exámenes parciales y de recuperación.
Actividades autónomas
- Estudio de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura. Resolución de los problemas y elaboración de entregas de algunos conjuntos de problemas. Preparación de los exámenes.
- Trabajos prácticos: realización y profundización de las prácticas de laboratorio. Preparación de la memoria de cada práctica.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de problemas | 15 | 0,6 | 1, 17, 3, 4, 5, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 19, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 26, 27, 28, 29, 30 |
| Clases de teoria | 39 | 1,56 | 1, 3, 4, 5, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 25, 29, 30 |
| Prácticas de laboratorio | 15 | 0,6 | 1, 17, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 19, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 26, 27, 28, 29, 30 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorías | 6 | 0,24 | 1, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 25, 2, 27, 29, 30 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Trabajo individual del alumno | 143 | 5,72 | 1, 17, 3, 4, 5, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 27, 28, 29, 30 |
Evaluación
Principios de la evaluación
La evaluación se estructura de forma que los estudiantes pueden elegir un formato de evaluación continuada o un formato donde la mayor parte del peso de la evaluación se concentra al final del curso (que también puede servir como mecanismo de recuperación para la evaluación continuada). Esto permite que el alumno adapte el ritmo de realización de los elementos avaluatius a sus necesidades y preferencias.
Elementos evaluativos
Habrá los siguientes elementos evaluativos:
- Actvidades de seguimiento
- Prácticas
- Examen Parcial 1
- Examen Parcial 2
- Examen de Recuperación
Las actividades de seguimento (NS) consistirán en la participación en clase, la realización de problemes o tests en classe y/o en la entrega de problemes fuera de clase. La nota de seguimento solo servirá per subir nota (máximo del 10%).
La nota de prácticas (NP) se calculará a partir de los informes que se deberán entregar al inicio y/o final de las sesiones de prácticas, del trabajo y posibles pruebas que se realicen durante o después de las sesiones, y de posibles entregas adicionales de ejercicios. No es necesario aprobar cada práctica individualmente. La realización de las prácticas de laboratorio es obligatoria. Las prácticas de laboratorio son una actividad no recuperable.
El Examen Parcial 1 (ExP1) se realizará aproximadamente en mitad del curso. No libera materia por qué los contigunts de este curso son acumulativos; es decir, se tienen que dominar los primeros temas para poder seguir los últimos.
El Examen Parcial 2 (ExP2) se realizará aproximadamente a la última semana de lasactividades presenciales (clases teóricas).
El Examen de Recuperación (ExR) se realizará una vez finalizadas las actividades presenciales, durante el periodo de tiempo específicamente dedicado a exámenes.
Cálculo de la nota final
- Nota de Evaluación Continua (AC): AC = max{0.4*ExP1 + 0.6*ExP2, ExP2}
- Nota global de los Exámenes (NE):
- Si no se ha hecho la evaluación continua o AC < 4.5, entonces NE = max{ExR, AC}.
- Si AC >= 4.5 y se hace el examen de recuperación, entonces NE = ExR.
- Para aprobar es condición necesaria que NE >= 4.5 y que Nota Prácticas (NP) >= 4.5. Se tiene que observar que si AC >= 4.5, no hay que presentarse al examen de recuperación.
- La Nota de Seguimiento (NS) del curso dependerá de la participación activa a las sesiones de problemas y/o de la entrega de los ejercicios que se pidan durante el curso. Tendrá un peso del 10% si ayuda a subir la nota final.
- La Nota Final (NF) de la asignatura es:
- Si NE < 4.5, NF = NE.
- Si NE >= 4.5 y NP < 4.5, entonces NF = min{4.5, 0.8 x NE + 0.2 x NP}.
- Si NE >= 4.5 y NP >= 4.5, NF = max{0.8 x NE + 0.2 x NP, 0.9 x (0.8 x NE + 0.2 x NP) + 0.1 x NS}
- Para aprobar es necesario que NF >=5.
Las prácticas se evaluarán en función de los informes que se tendrán que entregar al inicio y/o final de las sesiones de prácticas, deltrabajo durante a las sesiones y de posibles pruebas adicionales que se realicen durante las sesiones o como parte de los exámenes. No es necesario aprobar cada práctica individualmente. La asistencia a todas las prácticas de laboratorio es obligatoria.
Alumnos repetidores
Se puede conservar la nota de prácticas de años anteriores. Es la opción que se considera por defecto si no se vuelven a hacer las prácticas.
Matrículas de Honor
Otorgar una calificación de matrícula de honor es decisión del profesorado responsable de la asignatura. Se otorgarán matrículesd'honor sólo a estudiantes que hayan mostrado un gran nivel de excelencia la asignatura, y no por defecto a los que hayan sacado las notas más altas. La normativa de la UAB indicaque las MH sólo se podrán conceder a estudiantes que hayan obtenido una calificación final igual o superior a 9.00. Se puede otorgar hasta un 5% de MH del total de estudiantes matriculados.
Consideración de "No Evaluable"
La nota final será "No Evaluable" sólo cuando el estudiante no se presente a ningún examen, ni los de la evaluación continuada ni el de recuperación.
Consideración en caso de copia o plagio
Sin perjuicio otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, y de acuerdo con la normativa académica vigente, se calificarán con un cero las pruebas o informes donde el estudiante haya cometido las irregularidades (e.g. plagio, engaño, copia, el hecho de dejar copiar, etc.) que podrían conducir a una variación de la calificación.
Comunicación
ElCampus Virtual será la plataforma de comunicación con los/las estudiantes.
Actividades de evaluación
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Actividades Seguimiento | Hasta un 10%, si ayuda a subir la nota. | 1 | 0,04 | 1, 17, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 19, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 28, 29, 30 |
| Examen Parcial 2 | 32 % | 2 | 0,08 | 1, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 27, 30 |
| Examen Recuperación | 80 % | 2 | 0,08 | 1, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 27, 30 |
| Examen parcial 1 | 48 % | 2 | 0,08 | 1, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 27, 30 |
| Prácticas | 20 % | 0 | 0 | 1, 17, 3, 4, 5, 6, 12, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 19, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 2, 26, 27, 28, 29, 30 |
Bibliografía
Básica
- Cover, T. M.; Thomas, J. A. Elements of Information Theory. Wiley, 2nd edition, 2006.
- Proakis, J.; Salehi, M.; Digital Communications. McGraw-Hill, 5th edition, 2008.
Complementaria
- Artés Rodríguez, A.; Pérez González, F.; Cid Suero, J.; López Valcarce, R.; Mosquera Nartallo, C.; Pérez Cruz, F.; Comunicaciones Digitales, http://www.tsc.uc3m.es/~antonio/libro_comunicaciones/El_libro_files/comdig_artes_perez2.pdf
- Ha, T. T., Theory and Design of Digital Communication Systems. Cambridge University Press, 2011.
- Glover, I. A.; Grant, P. M., Digital Communications. Prentice Hall, 3rd edition, 2010.
Avanzada
- Proakis, J.; Salehi, M.; Commnications Systems Engineering, Prentice-Hall, 2nd edition, 2001.
- Du, K.-L.; Swamy, M. N., Wireless Communication Systems. From RF Subsystems to 4G Enabling Technologies. Cambridge University Press, 2010.
- Madhow, U., Fundamentals of Digital Communication. Cambridge University Press, 2008.
- Lin, S.; Costello, D. J., Error Control Coding. Prentice-Hall, 2nd Edition, 2004.
- Gallager, R. G., Principles of Digital Communication. Cambridge University Press, 2008.
- Moon, T. K., Error Correction Coding: Mathematical Methods and Algorithms. Wiley-Interscience, 2005.
- Roman, S., Introduction to Coding and Information Theory. Springer, 1996
- Abramson, N., Information Theory and Coding. McGraw-Hill, 1963.
- Blahut, R., Algebraic Codes for Data Transmission. Cambridge University Press, 2003.
- Hamming, R. W., Coding and Information Theory. Prentice-Hall, 1980.
- Gitlin, R.D.; Hayes, J.F.; Weinstein, S.B. Data communications principles. Plenum Press, 1992.
- Adamec, J., Foundations of Coding: Theory and Applications of Error-Correcting Codes with an Introduction to Cryptography and Information Theory. Wiley-Interscience, 1991.
- Sklar, B.; Digital Communications: Fundamentals and Applications, Prentice Hall, 2nd edition, 2001.
- Goldsmith, A.; Wireless Communications, Cambridge University Press, 2005.
- Molisch, A. F.; Wireless Communications, Wiley, 2nd edition, 2011.
Software
Durante las sesiones prácticas se hará uso del software MATLAB.
Asimismo, MALTAB se utilizará tambén como soporte para las clases teóricas y de problemas.