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2 Fsica de las Comunicaciones 2006/2007 Practica 3

Ejemplo 2 ficom pr3 0002 demod am tono.m% Despues del ejemplo anterior...

% Demodulacion (AM)

m_reconst = ademod(g,f_c,f_s,am);

isequal(m_tono,m_reconst)

Comparar visual y numericamente las senales m_tono y m_reconst y distin-guir tipos de diferencias.

A la vista de ambas senales, y recordando la relacion entre las senales mensaje, mo-dulada y portadora:

gAMs(t) = Ac [1 + kam(t)] cos(2fct),

donde Ac es la amplitud de la portadora y ka el coeficiente de sensibilidad.

Que se puede deducir sobre los valores de las constantes de la ecuacion an-terior? Como se podran realizar las funciones amod y demod para modulacion-demodulacion AM?

Considerar ahora el fragmento del ejemplo 3 (que es una combinacion de los dosanteriores).

Ejemplo 3 ficom pr3 0003 moddemod am tono.m

% Ejemplo de modulacion-demodulacion en amplitud de un tono de prueba

% Se~nal portadora:f_c=100;

% Se~nal mensaje (tono):

f_s=1000;

t=0:1/f_s:2;

f_tono=10;

w_tono=2*pi*f_tono;

m_tono=5*cos(w_tono*t);

% Se~nal modulada (AM)

g = amod(m_tono,f_c,f_s,am);

subplot(211)

plot(t,m_tono)

subplot(212)

plot(t,g)pause

% Demodulacion (AM)

m_reconst = ademod(g,f_c,f_s,am);

subplot(211)

plot(t,m_tono)

subplot(212)

plot(t,m_reconst)

Cambiar la frecuencia w_tono (incrementandola) y comparar las diferencias

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entre senal original y senal reconstruida. Probar a reducir f_s, por ejemplo,un orden de magnitud.

Reducir la frecuencia de la senal portadora a valores por debajo del que se

requiere para que el proceso de modulacion funcione correctamente, y com-parar el resultado.

De manera similar, en el ejemplo 4 se simulan procesos de modulacion-demodulacionen frecuencia y fase:

Ejemplo 4 ficom pr3 0004 mod fm pm cuadrada.m

% Ejemplo de modulacion en frecuencia y fase de una se~nal cuadrada

% Se~nal portadora

f_c=50;

% Se~nal mensaje

f_s=1e3;

t=0:1/f_s:1;f_cuadrada=2.5;

m_cuadrada=30*square(2*pi*f_cuadrada*t);

% Se~nal modulada (FM)

g_fm = amod(m_cuadrada,f_c,f_s,fm);

g_pm = amod(m_cuadrada,f_c,f_s,pm);

% Representacion

subplot(311)

plot(t,m_cuadrada)

subplot(312)

plot(t,g_fm)

subplot(313)

plot(t,g_pm)

Como se reconstruiran las senales originales a partir de las moduladas?

El ejemplo anterior muestra el efecto del proceso de modulacion en el dominio deltiempo. Como se podra analizar el efecto en el dominio de la frecuencia?

En el siguiente ejemplo (5), se introduce ruido en una senal modulada antes de demo-dularla:

Comparar los espectros de las senales. Comprobar que ocurre si no seintroduce ruido.

Cambiar el metodo de modulacion-demodulacion a banda lateral simple(amssb) y comparar los resultados.

3. Modulacion analogica con Simulink

Dentro del Communications Blockset, Simulink incluye bloques para varios metodosde modulacion. En primer lugar, veremos la demo sobre modulacion SSB (ver figura 1):buscar Blocksets, Signal Processing, Communications, SSB modulation, o bien eje-

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Ejemplo 5 ficom pr3 0005 mod fm ruido.m% Modulacion AM, ruido, demodulacion AM

% Portadora

f_c = 50;

% Se~nal mensaje

f_s=1e4;

t=0:1/f_s:1;

m=15*sin(4*pi*t)+10*sin(6*pi*t);

% Se~nal modulada

g=amod(m,f_c,f_s,am);

% Ruido (randn por si no se dispone de wgn/awgn)

g_ruido=g+10*randn(1,length(g));

% Se~nal reconstruida

m_reconst=ademod(g,f_c,f_s,am);

subplot(311)

plot(t,m)

subplot(312)

hold on

plot(t,g_ruido)

plot(t,g,Color,red)

hold off

subplot(313)

plot(t,m_reconst);

Figura 1: Modulacion SSB con Simulink

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Figura 2: Ejemplo de modulacion analogica con Simulink

cutar la orden ssbdemo. Es interesante comprobar que pasa si se cambia la frecuencia de

la senal sinusoide, por ejemplo, a 0.8 Hz.Mediante el siguiente ejemplo (figura 2) podemos visualizar y comparar los diferentes

tipos de modulacion analogica soportados de manera directa por Simulink. La mayorade los bloques del ejemplo proceden de la librera Analog Passband (CommunicationsBlockset, Modulation).

Visualizar el efecto de los diferentes tipos de modulacion-demodulacionsobre las senales tpicas incluidas.

Como se anadira ruido u otros tipos de alteraciones a las senales modu-ladas?

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4. Notas

La demo sigdemo2 visualiza un ejemplo de modulacion AM, en el que se muestra

la amplitud de la transformada de Fourier de una senal resultante de multiplicar unpulso gaussiano por un coseno. La frecuencia y amplitud del coseno se pueden variarde manera interactiva (la forma de la senal se puede modificar en ambos dominiospinchando sobre la senal y moviendo el raton).

La demo moddemo permite visualizar en el dominio del tiempo y en el de la frecuenciael efecto que tiene aplicar esquemas de modulacion AM, AMSSB, FM y PM sobresenales de los siguientes tipos: cuadradas, triangulares, sinusoides y un ejemplo desenal de voz.

El metodo de modulacion AM visto en los primeros ejemplos es AM estandar. Ade-

mas de los metodos de modulacion vistos en los ejemplos, las funciones amod y demodsimulan otros metodos: amdsb-sc, amssb.

amod es una funcion antigua de matlab que tiende a desaparecer y ser sustituida porlas funciones ammod, fmmod, pmmod, ssbmod. Vease help amod para mas informacion.

5. Referencias

[1] http://spinlab.wpi.edu/Projects/SoftwareRadio04/AnalogComm.html.Analog Com-munication, Laboratorio de Procesamiento de Senales del Instituto Politecnico de Wor-

cester.[2] http://www.cs.wright.edu/fdgarber/421/default.html. Asignatura Introduction to

Wireless Communications, impartida por el Departamento de Ingeniera Electica de laUniversidad de Wright, OH, USA. Apartado matlab code repository.

[3] http://www.engr.sjsu.edu/rmorelos/ee160s03/. Asignatura Digital and Analog Com-munication Systems, impartida por el Departamento de Ingeniera Electrica de la Univer-sidad de San Jose, CA, USA. Apartados Matlab Examples y Matlab Experiments.

[4] GNU Octave Repository Categorical Index.http://octave.sourceforge.net/index/index.html

[5] Documentation for MathWorks Products, Release 14.http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/helpdesk.shtml

[6] Fundamentals of Signals and Systems Using the Web and MATLAB: Online Demos.http://users.ece.gatech.edu/bonnie/book/applets.html

[7] V.K. Ingle y J.G. Proakis. Digital Signal Processing Using MATLAB V.4. PWSPublishing Company. 1997. ISBN: 0-53493805-1.

Dpto. Electronica y Electromagnetismo Facultad de Fsica, Universidad de Sevilla

http://spinlab.wpi.edu/Projects/SoftwareRadio04/AnalogComm.htmlhttp://www.cs.wright.edu/~%7B%7Dfdgarber/421/default.htmlhttp://www.engr.sjsu.edu/rmorelos/ee160s03/http://octave.sourceforge.net/index/index.htmlhttp://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/helpdesk.shtmlhttp://users.ece.gatech.edu/~%7B%7Dbonnie/book/applets.htmlhttp://users.ece.gatech.edu/~%7B%7Dbonnie/book/applets.htmlhttp://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/helpdesk.shtmlhttp://octave.sourceforge.net/index/index.htmlhttp://www.engr.sjsu.edu/rmorelos/ee160s03/http://www.cs.wright.edu/~%7B%7Dfdgarber/421/default.htmlhttp://spinlab.wpi.edu/Projects/SoftwareRadio04/AnalogComm.html