Comentario sobre las exposiciones del Jueves 14 de Mayo

Buenas! Sobre las exposiciones del otro día, simplemente decir que todas fueron bastante interesantes y que, al menos a mí, consiguieron dar una perspectiva bastante grande de las aplicaciones que puede tener un DSP.
Sobre cada exposición individual, y desde mi punto de vista, la de Paco sobre Sistemas Biométricos fue bastante interesante ya que trataba una temática sobre la que yo no tenía ningún conocimiento; la de David sobre DSPs en estudios de audio, para mi gusto y quizás por estar en cierta forma relacionada con la temática que yo traté, tampoco tuvo desperdicio y me pareció que estaba bastante bien expuesta; la de Cristian sobre DSPs en el tratamiento de señales en satélites me gustó bastante en lo relativo a la temática pero fue una pena que no se pudiera llegar a completar, al menos de la forma deseada, pero también pienso que era una temática difícil de sintetizar en tan poco tiempo; en cuanto a Torres y su exposición sobre Sistemas Radar, de nuevo, la temática me gustó bastante y también agradezco el hecho de que, ante un tema tan complejo como es un sistema de este tipo, la exposición fuera más en un tono "descriptivo" que "matemático" para así tener una visión general del mismo; en cuanto a la mía, ya es tarea vuestra el "ponerme verde"...
En definitiva, ¿cuál me gustó más? No sé, aunque la de David trataba sobre un tema que me interesa en especial (el audio), no puedo decir que ninguna de las otras temáticas no me pareciera, como poco, curioso, con lo que sólo puedo comentar que todas me parecieron correctas y, en cierta forma, hasta divertidas.

Efectos de audio en tiempo real

Hasta hace relativamente poco (hablamos de 20 años atrás) todo lo que tenía que ver con procesado de la señal de audio se realizaba en un medio totalmente analógico, es decir, filtros creados por medio de componentes totalmente analógicos (resistencias, condensadores, bobinas, amplificadores operacionales…) que daban como resultado unas unidades cuya principal característica era su dificultad de reproducir: al depender todo de los componentes, cada elemento, por mucho cuidado que se llevara en fabricación, era muchas veces diferente del elemento que se había creado antes. Otra característica asociada a esta forma de procesamiento es que se necesitaba una unidad entera para realizar un único tipo de efecto (por ejemplo, un circuito eléctrico completo para modelar únicamente un efecto de wah-wah) e incluso en ocasiones se hacía necesario el incluir una serie de elementos mecánicos para conseguirlo (unidades de delay que utilizaban cintas para almacenar los valores de la señal o reverbs conseguidos mediante muelles), características que hacían de estas unidades elementos grandes y, muchas veces, con necesidad de ser reajustadas, algo bastante aparatoso, sobretodo en los momentos en que un grupo sale de gira.

Detalle de la unidad Roland RE-201 que utilizaba una cinta magnética como unidad de retardo para la creación de delays y ecos.

Cuando la potencia de cálculo se hizo factible para los procesadores existentes y, sobretodo, cuando el coste se hizo asequible tanto para fabricantes como para usuarios de a pie, comenzaron a aparecer los efectos de audio digitales que no son más que procesadores, muy preparados para realizar ciertos tipos de operaciones, que lo único que hacen es implementar filtros digitales cuyos coeficientes son los mismos que se pretendían obtener en las unidades analógicas. La ventaja de los segundos sobre los primeros radica en que, mientras que en las unidades digitales el cambiar de efecto supone simplemente cambiar esos coeficientes del filtro (eso es algo que se realiza a nivel de programación y, por tanto, pueden llegar incluso a juntarse diferentes efectos en la misma unidad), en una unidad analógica supone el hecho de cambiar todo el circuito completamente. Además, otra característica de estas unidades de procesado de señal es que, al ya no depender el resultado de la electrónica presente en las mismas, sino de la programación que se dé al procesador, la reproducción de estas unidades de una forma mucho más precisa que en cualquier otro tipo de unidades de procesado de audio es posible.

Para finalizar simplemente me gustaría formular la clásica pregunta que se suele plantear la mayor parte de la gente que se interesa por este tema: si bien es verdad que el procesado digital de la señal es mucho más sencillo de implementar, ¿qué ofrece más calidad, el procesado analógico o el digital?

Las diferentes G's de la telefonía móvil

Como complemento al post sobre HSDPA, aquí viene un pequeño resumen sobre las diferentes tecnologías que han ido definiendo la historia de las comunicaciones móviles:

0G

La llamada telefonía móvil 0G fue el precedente de la telefonía celular tal cual se conoce hoy. Estos teléfonos, cuyo funcionamiento era analógico totalmente, normalmente se colocaban en coches o camionetas. Este tipo de telefonía se implementó con relativo éxito en los años 70 en Finlandia, entre otros lugares.

1G

Esta tecnología, que prosperó durante los años 80, difería bastante con la anterior generación de "teléfonos móviles" por el hecho de utilizar ya un sistema de redes celulares. Sin embargo, todo el sistema continuaba siendo analógico, con lo cual la transmisión seguía estando limitada para transmitir únicamente señal de voz.
Los estándares principales que se utilizaban en este tipo de telefonía eran:

• AMPS (Advanced Mobile Phone System): Primer estándar de telefonía celular. Fue implementado con éxito en Estados Unidos en los comienzos de los años 80. Desarrollado por Bell.
  
• TACS (Total Access Communication System): Variante del sistema AMPS. Fue el estándar utilizado por Moviline en España.
  
• ETACS (Extended Total Access Communication System): Variante del sistema AMPS y que fue una mejora del sistema TACS.

2G

El cambio básico entre esta generación (que se considera comienza con los años 90) y las anteriores es que, desde este momento en las siguientes generaciones, los sistemas serán totalmente digitales. Gracias a esto, además de transmitir voz como ya se había conseguido, se comienzan a poder enviar datos, dando lugar a uno de los mayores fenómenos sociales que pueden haber existido: los SMS. Además, los teléfonos cada vez comenzaban a ser más pequeños y a contar con más funciones que las de comunicarse.
Algunos de los estándares que utilizó (y utiliza) este tipo de telefonía son:

• GSM (Groupe Spécial Mobile): Primer estándar digital para la telefonía móvil. Es, a día de hoy, el más extendido.
  
• CDMA (Code Division Multiple Access): Sistema diseñado por Qualcomm que utiliza la técnica de ensanchado de espectro para mejorar la calidad de la comunicación.
  
• TDMA (Time Division Multiple Access): Sistema que emplea la técnica de multiplexación en el tiempo asignando a cada usuario un ancho de banda grande.
  
• GPRS (General Packet Radio Service): También conocido como 2.5G, es una mejora en la velocidad de transmisión de datos respecto a GSM.
  
• EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution): Estándar no tan conocido como los anteriores y que también es llamado 2.75G. Es básicamente otra mejora de velocidad con respecto a GPRS.
  

3G

La tercera generación de móviles, la cual se puede considerar que comienza más o menos con el nuevo milenio, se puede ver como una mejora de la calidad en la transmisión de datos (básicamente, una mejora en la velocidad de transmisión/recepción) con respecto a la generación anterior, en gran parte motivado por la introducción de todo tipo de servicios multimedia.
Los estándares más populares de este tipo de telefonía son:

• UMTS (Universal Mobile Telecommunications System): Estándar conocido como 3G que optimiza la tasa de transferencia de datos para aplicaciones multimedia.
  
• HSDPA (High-Speed Download Packet Access): Tecnología conocida como el 3.5G y que hemos descrito en el post anterior.
  
• HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access): Tecnología conocida como el 3.75G y de la cual también hemos hablado en el post anterior.
  

4G

Aunque todavía no se puede especificar con certeza qué será exactamente, se supone que este tipo de tecnología mejorará muchísimo la velocidad de transmisión de datos y que, se espera, funcionará sobre IP.

Espero que esto te haya aclarado algo sobre la gran cantidad de siglas que siempre rodea a este mundo!

Referencias:
http://es.tech-faq.com/history-of-cell-phones.shtml
http://telscelular.blogspot.com/2007/11/historia-del-telefono-movil.html
http://es.kioskea.net/contents/telephonie-mobile/reseaux-mobiles.php3

HSDPA

La tecnología HSDPA, cuyas siglas significan literalmente High-Speed Download Packet Access (en castellano, Acceso a Descarga de Paquetes a Alta Velocidad), es un avance que permite conexiones de banda ancha en dispositivos móviles. Esta tecnología, que comenzó a dejarse ver en aplicaciones prácticas por el año 2006, es una optimización del UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), que es una de las utilizadas por los sistemas 3G.

Los dispositivos capaces de emplear esta mejora de UMTS se los conoce como dispositivos 3.5G ya que, a pesar de mejorar considerablemente sobre la tecnología 3G (representada por el sistema UMTS ya citado), no se consigue alcanzar las especificaciones propuestas para los futuros sistemas 4G.
En cuanto a las mejoras del HSDPA respecto al UMTS, el primero, teóricamente, permite alcanzar los 14.4 Mbps de bajada (en la práctica se suele quedar más o menos por la mitad en casos optimistas) mientras que con el segundo conseguimos, teóricamente y como mucho, 384 Kbps de bajada y 64 Kbps de subida (en la práctica son 128/240 Kbps de bajada). Cabe destacar que, con el uso de dispositivos adecuados (por ejemplo, receptores con antenas de tipo MIMO), se puede llegar a los 20 Mbps de descarga teóricos con HSDPA.
Las mejoras básicas en las que se sustenta esta tecnología para conseguir esas velocidades de transferencia de datos son:

• Empleo de la modulación 16-QAM, siempre que se pueda. Si no es así se suele recurrir a la QPSK
  
• Utilización de un canal de enlace denominado HS-DSCH (High-Speed Downlink Shared Channel) y que permite que usuarios de una misma región o sector compartan recursos, consiguiendo así mayor eficiencia en la comunicación
  
• Esquema de modulación y codificación adaptativa (AMC): es un esquema con el cual la transmisión de datos se adapta al canal de los usuarios, es decir, si tiene un buen acceso se permiten tasas de datos más altas mientras que si el acceso no es el óptimo se reducen esa cantidad de datos transmitidos
• Disminución de la latencia del sistema producida por el envío de mensajes de error

Los grandes beneficiados de esta tecnología son los teléfonos móviles, los cuales ya pueden disfrutar de un servicio de acceso a banda ancha para cualquier aplicación multimedia. Por citar algunos teléfonos, destacan el iPhone de Apple (mejor dicho, la segunda edición del mismo ya que la primera estaba orientada a servicios GSM) o el HTC Touch Dual. También destacan las aplicaciones de tipo módem para que las personas con acceso limitado al servicio de red (como puede ser gente que viva en zonas en las que no hay línea telefónica) puedan disfrutar de un servicio de banda ancha. Para esta aplicación, y por citar uno, destaca el Módem USB Vodafone Mobile Connect, el cual podemos ver a continuación:




Finalmente, para finalizar, simplemente comentar que la evolución de la tecnología aquí comentada es la llamada HSUPA, cuyas siglas significan High-Speed Uplink Packet Access (en castellano Acceso a Subida de Paquetes a Alta Velocidad). Esta tecnología, llamada 3.75G, es básicamente una mejora de la velocidad de subida de información, situándola cerca de los 10 Mbps teóricos. La unión de ambos sistemas (el de subida y el de bajada) conforman lo que se conoce como el HSPA, cuyo significado el High-Speed Packet Access (Acceso a Paquetes a Alta Velocidad) y que viene a ser el acceso a la información a velocidades no despreciables, sobretodo teniendo en cuenta que, al fin y al cabo, el medio en el que nos movemos es el aire, lo que normalmente añade problemas frente a una comunicación directa por cable.


Referencias:
http://www.idg.es/pcworldtech/mostrararticulo.asp?id=177533&seccion=movilidad
http://blog.pucp.edu.pe/item/21255
http://www.terra.es/tecnologia/articulo/html/tec14016.htm
http://www.hectormilla.com/article/800/3gsm-que-es-esto-del-hsdpa
http://ciberadictos.blogspot.com/2006/06/hsdpa-ancho-de-banda-en-el-mobil.html
http://www.teleco.com.br/es/tutoriais/es_tutorialhsdpa/pagina_2.asp
http://www.xatakamovil.com/conectividad/que-es-hhttp://www.idg.es/pcworldtech/mostrararticulo.asp?id=177533&seccion=movilidadsupa