Laboratorio - SIMULINK QAM BPSK PDF
Laboratorio - SIMULINK QAM BPSK PDF
Laboratorio - SIMULINK QAM BPSK PDF
―Televisión Digital‖
Ramírez Tavera Luis Eduardo, Gantiva Gabriel Alejandro
u1400885@unimilitar.edu.co, u1400775@unimilitar.edu.co
Universidad Militar Nueva Granada
Resumen— En esta práctica observaremos los beneficios de III. MARCO TEORICO
trabajar con los diferentes tipos de modulación digital de Modulación BPSK
señales. Para esto se utilizara el software MATLAB y una La Transmisión por Desplazamiento de fase binaria
herramienta importante, como lo es SIMULINK, que ayudara (BPSK), posibilita dos fases de salida para una sola frecuencia
a analizar los diferentes tipos de modulación y sus diferentes de portadora. Una fase de salida representa un 1 lógico y la
variables. Mediante el desarrollo de este laboratorio se podrá segunda un 0 lógico. Conforme la señal de entrada cambia de
observar que las técnicas de modulación digital son estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos
indispensables en cualquier sistema de comunicación, gracias ángulos que están 180° fuera de fase. BPSK es una forma de
a ellas se pude generar una poderosa señal con un nivel alto modulación de onda cuadrada de portadora suprimida de una
de transmisión y con el uso de propiedades como codificación señal de onda continua (CW). Figura 1.
se puede generan un canal más robusto.
En esta guía se tratarán conceptos básicos de comunicaciones Modulación QAM
digitales, en donde se implementaran simulaciones basadas en La Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM) es una
Matlab que permitan recordar el funcionamiento básico de forma de modulación en donde la información está contenida
técnicas de modulación y de los bloques de codificación. en la fase y la amplitud de la portadora transmitida.
Además se comprobarán y analizarán parámetros de tasa de Este tipo de modulación usa una técnica de codificación M-
error, ganancia de codificación, diagramas de constelación ario en donde M varía según el tipo como se muestra a
entre otros aspectos de los sistemas digitales. continuación.
II. OBJETIVOS
Analizar el efecto de las modulaciones sobre una
transmisión digital.
Recordar el concepto de codificación de canal y Figura 1. Constelación Modulación BPSK
analizar el uso de la etapa de codificación en un
sistema digital.
diferencia de los lineales, se prefieren los códigos no
sistemáticos.
El sistema de memoria en la codificación convolucional
depende de los datos que se envían ahora y de los que fueron
enviados en el pasado. Un código convolucional está
especificado por tres parámetros (n,k,m )al igual que en los
códigos Hamming:
n: Es el número de bits de la palabra codificada.
k: Es el número de bits que de la palabra de datos.
m: es la memoria del código o longitud restringida.
Esta codificación es continua en la que la secuencia de bits
Figura 2. Constelación Modulación 8QAM codificada depende de los bits previos. El codificador consta
de un registro de desplazamiento K segmentos de longitud,
que se desplaza k posiciones por ciclo y genera n funciones
EXOR también por ciclo.
Finalmente la tasa de codificación es: R = k/n [5].
Códigos de Hamming
Básicamente los códigos de Hamming que fueron introducidos
por Golay en 1949, permiten reducir el tiempo y el espacio de
codificación. Para definir esto es necesario precisar el
concepto de tasa de información de un código lineal, C(n,k).
Se llama así al cociente R=k/n. Este representa el número de
bits de información por símbolo que porta cada palabra-
código. Obviamente si se presenta una igualdad en la
capacidad correctora, va a interesar más el código con la tasa
más próxima a 1.
Cuando se trata de códigos lineales 1-correctores, se establece
que la matriz de control no puede tener menos de 3 columnas
linealmente dependientes. Si con ello la capacidad correctora
es 1, se debe seguir d ≥ 3, y recordar que el número mínimo de
columna linealmente dependiente en la matriz de control Figura 4:diagrama de bloques Modulacion BPSK con y sin codificacion
coincide con el valor de d. Como r = n – k, por lo tanto si se
aumenta n aumenta la tasa R, lo que quiere decir que n debe Después de implementa la figura anterior se realizó para cada
ser lo más grande posible. bloque su debida configuración con las siguientes
No es difícil construir este tipo de códigos, hay que tener características:
presente una matriz de control sólo puede contener conjuntos
de 3 o más columnas linealmente dependientes. Por ende se Los parámetros de cada bloque que no aparecen mencionados,
debe cumplir que: se deja el valor por defecto.
Todas las columnas deben ser diferentes.
Ninguna columna es nula. Bernoulli Binary Generator: Generador de datos binarios.
Las columnas son de r=(n - k) coordenadas de A. Initial seed: 12345
La matriz de control debe tener el mayor número Sample time: 0.001
posible de columnas, para que la tasa de información Frame-based en outputs: ON
sea lo más próxima a 1 posible. Samples per frame: 4
Output data type: uint8
Códigos Convolucionales
Los códigos convolucionales son adecuados para usarse sobre BPSK Modulator Baseband/BPSK Modulator Baseband1:
canales con mucho ruido (alta probabilidad de error). Estos Modulador BPSK.
códigos son lineales, donde la suma de las palabras de código
Output data type: Single
cualesquiera también es una palabra de código, pero a
AWGN Channel/AWGN Channel1: Canal de transmission. Haciendo modificaciones de 30dB para AWGN se tiene que
Initial seed: 54321 entre menos relación señal a ruido los puntos serán más
Mode: Single to noise ratio (SNR) distantes.
SNR (dB): 10
Figura 5: Constelación.
BER: 0
Total Errores: 0
Total Símbolos: 10004
PARTE B.
Se representa los valores de las constelaciones de SNR en
función de BER para los casos con y sin codificación
0
10
-5
10
-6 -4 -2 0 2 4 6 8
Figura 7: SNR en función del BER sin codificación.
0
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Figura 8: SNR en función del BER con codificación
PARTE C.
Se realizó el montaje correspondiente para la modulación 16-
QAM
Figura 17: Medidor y visualizador del diagrama de constelación. Se solucionó el error cambiando el siguiente parámetro en el
módulo Rectangular QAM Modulator Baseband/
Rectangular QAM Modulator
Baseband 1: Modulador QAM.
Figura 20: Solución de error.
En la tabla 4 se muestran las diferentes graficas de Ejecutar en la línea de comandos de Matlab, el comando
constelación que dieron como resultado después de modificar bertool.
los parámetros respectivos. Mediante esta herramienta obtenga la gráfica de Eb/No(dB)
vs BER para las modulaciones 16-QAM con y sin
Tabla 4. Diagramas de constelación para 16-QAM con y sin codificación.
codificación
Posteriormente se ejecutó la simulación y se observó cómo se Phase noise level (dBc/Hz): -30
comportan los parámetros SER, Total de Errores y Total de
símbolos. Se pudo identificar también que para cada sistema
digital simulado, debe obtener un diagrama de constelación.
Phase noise level (dBc/Hz): -40 Phase noise level (dBc/Hz): -60
Figura 36: Phase noise level (dBc/Hz): -40 Figura 38: Phase noise level (dBc/Hz): -60
Phase noise level (dBc/Hz): -50 Phase noise level (dBc/Hz): -70
Figura 39: Phase noise level (dBc/Hz): -70 Figura 41: Phase noise level (dBc/Hz): -90
Phase noise level (dBc/Hz): -80 Phase noise level (dBc/Hz): -100
Figura 40: Phase noise level (dBc/Hz): -80 Figura 42: Phase noise level (dBc/Hz): -100
Conceptos generales
1. Información y Entropía
2. Codificación