símbolo

En las comunicaciones eléctricas, un símbolo es la unidad indivisible más pequeña de información transmitida a través de un canal. Representa un estado o evento discreto, típicamente un nivel de voltaje, un cambio de frecuencia o un ángulo de fase que el receptor detecta e interpreta como datos. Un símbolo no es lo mismo que un bit; un solo símbolo puede codificar múltiples bits dependiendo del esquema de modulación utilizado.

La relación entre símbolos y bits depende del método de modulación. En la modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK), un símbolo transporta un bit. En la modulación por amplitud en cuadratura (QAM), un solo símbolo puede representar 4, 8, 16 o más bits a través de combinaciones de amplitud y fase. Una señal 256-QAM transmite 8 bits por símbolo. La duración de un símbolo es el período de símbolo o tiempo de símbolo, medido en segundos; la tasa de símbolos, expresada en símbolos por segundo o baudios, determina el ancho de banda requerido por la transmisión.

En el receptor, los símbolos se detectan comparando la señal recibida con valores de referencia o umbrales de decisión durante el período del símbolo. El ruido, la distorsión y la interferencia pueden empujar un símbolo recibido cerca del límite entre dos estados válidos, causando una detección errónea. El rendimiento de un enlace a menudo se expresa en términos de tasa de error de símbolo (SER) en lugar de tasa de error de bit, porque un solo error de símbolo puede corromper múltiples bits. Se utilizan filtros de ecualización para compensar las deficiencias del canal que difuminan o extienden los símbolos en períodos de símbolo adyacentes, un problema llamado interferencia intersímbolo.

La temporización y sincronización de símbolos son críticas. El receptor debe identificar exactamente cuándo comienza y termina cada símbolo, y debe conocer la referencia de fase correcta para decodificar símbolos modulados en amplitud o fase. Los errores de temporización hacen que el receptor muestree la señal en el instante incorrecto, degradando el margen de decisión. Los circuitos de recuperación de reloj extraen una señal de temporización de los símbolos recibidos para mantener el receptor sincronizado con el transmisor.

El término se origina en la teoría de la información y las comunicaciones digitales, donde un símbolo es formalmente cualquier miembro de un alfabeto finito de eventos distinguibles. En sistemas prácticos, los símbolos son generados por codificadores de línea que convierten un flujo de datos en símbolos adecuados para la transmisión a través de un medio dado. Las fibras ópticas, los canales inalámbricos y los cables de cobre de par trenzado utilizan símbolos, aunque la representación física difiere; en fibra, un símbolo podría ser un nivel de luz; en radio, un estado de frecuencia o fase; en DSL, un punto de constelación en el plano complejo.