Comunicaciones Inalámbricas FIE-UTP Dr. Héctor E. Poveda P.
Comunicaciones Inalámbricas
Héctor Poveda
Universidad Tecnológica de Panamá
www.hpoveda7.com.pa
@hpoveda7
Comunicaciones Inalámbricas FIE-UTP Dr. Héctor E. Poveda P.
1. Introducción
• Evolución de las comunicaciones inalámbricas
• Un sistema de comunicación inalámbrico
2. El canal de propagación
3. La modulación multiportadora
4. Diversidad
5. Sistemas de Comunicaciones 5G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Plan del curso
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Plan del curso
1. Introducción
2. El canal de propagación
• Efectos del canal de propagación
• Modelos matemáticos
• El canal selectivo en frecuencia y variante en el tiempo
• Ecualización de canal
3. La modulación multiportadora
4. Diversidad
5. Sistemas de Comunicaciones 5G
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
Plan del curso
1. Introducción
2. El canal de propagación
3. La modulación multiportadora
• Principios históricos
• OFDM – Descripción matemática
• OFDM y el retraso de la frecuencia portadora
• OFDM como técnica de acceso múltiple
4. Diversidad
5. Sistemas de Comunicaciones 5G
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
Plan del curso
Diversidad temporal
Diversidad frecuencial
Diversidad espacial - MIMO
1. Introducción
2. El canal de propagación
3. La modulación multiportadora
4. Diversidad
• Diversidad temporal
• Diversidad frecuencial
• Diversidad espacial - MIMO
5. Sistemas de Comunicaciones 5G
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Marconi: Primera transmisión inalámbrica
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
NAMTS: Nippon automatic mobile telephone system
1G: Tecnología analógica
AMPS: advanced mobile phone serviceNMT: Nordic mobile telephone system
TAMS: total access communications system
América
Europa
Asia
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
2G: Tecnología digital
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Primera ventaja: REGENERACIÓN
distancia 1
forma original
distancia 2
algunas
distorsiones
en la señal
distancia 3
señal degradada
distancia 4
señal mala
distancia 5
amplificación y
regeneración de la
señal
distancia de propagación
Degradación de la señal a lo largo de la propagación
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
2G: Tecnología digital
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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1. Circuitos digitales más confiables que los analógicos.
2. Producción menos costosa.
3. La implementación sobre circuitos digitales es más flexible.
Los sistemas de comunicación digital son cada vez más “gourmand” del punto de vista
del procesamiento de la señal.
Ventajas importantes de los sistemas de comunicación digital
Precio a pagar de todas esas ventajas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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transmisor
análogo
transmisor
digital
Sistema Hertziano 1 banda = 1 canal
TDT 1 banda ≈ 6 canales
antena de casa
antena de casa
TV Digital
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Potencia
frecuencia
tiempo
frecuencia
Potencia
tiempo
Potencia
tiempo
frecuencia
FDMA TDMA CDMA
usuario 1
usuario 2
usuario U
3/23
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Técnicas de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
GSM
Downlink: 40kbits/s
Uplink: 10kbits/s
tiem
po
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
GSM
GPRS
Downlink: 40kbits/s
Uplink: 10kbits/s
Downlink: 170kbits/s
Uplink: 130kbits/s
IS-95
Downlink: 115 kbits/s
Uplink: 115 kbits/s2G
3GPP2
tiem
po
tiem
po
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
GSM
GPRS
EGDE
Downlink: 40kbits/s
Uplink: 10kbits/s
Downlink: 170kbits/s
Uplink: 130kbits/s
Downlink: 470kbits/s
Uplink: 360kbits/sIS-95
Downlink: 115 kbits/s
Uplink: 115 kbits/s
CDMA 2000
Downlink: 307 kbits/s
Uplink: 307 kbits/s2G
3GPP2
tiem
po
tiem
po
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
GSM
GPRS
EGDE
Downlink: 40kbits/s
Uplink: 10kbits/s
Downlink: 170kbits/s
Uplink: 130kbits/s
Downlink: 470kbits/s
Uplink: 360kbits/s
EGDEev
Downlink: 1.89 Mbits/s
Uplink: 1.42 Mbits/s
IS-95
Downlink: 115 kbits/s
Uplink: 115 kbits/s
CDMA 2000
Downlink: 307 kbits/s
Uplink: 307 kbits/s2G
3GPP2
tiem
po
tiem
po
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
UMTS
Downlink: 384 kbits/s
Uplink: 384 kbits/s
CDMA EVDO
Downlink: 73.5 Mbits/s
Uplink: 27 Mbits/s
2G
3GPP2
tiem
po
tiem
po
3G
3G
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
UMTS
HSDPA
HSUPA
Downlink: 384 kbits/s
Uplink: 384 kbits/s
Downlink: 14.4 Mbits/s
Uplink: 5.76 Mbits/sCDMA EVDO
Downlink: 73.5 Mbits/s
Uplink: 27 Mbits/s
2G
3GPP2
tiem
po
tiem
po
3G 3G
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
802.16e
Downlink:128 Mbits/s
Uplink: 27 Mbits/s
IEEE
tiem
po
tiem
po
3G
3G
802.16m
Downlink:300 Mbits/s
Uplink: 135 Mbits/s
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
HSPA+
Downlink: 42.2 Mbits/s
Uplink: 11.5 Mbits/s
802.16e
Downlink:128 Mbits/s
Uplink: 27 Mbits/s
IEEE
tiem
po
tiem
po
3G
3G
802.16m
Downlink:300 Mbits/s
Uplink: 135 Mbits/s4G
LTE
Downlink: 300 Mbits/s
Uplink: 50 Mbits/s
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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3GPP
2G
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
HSPA+
Downlink: 42.2 Mbits/s
Uplink: 11.5 Mbits/s
802.16e
Downlink:128 Mbits/s
Uplink: 27 Mbits/s
IEEE
tiem
po
tiem
po
3G
3G
802.16m
Downlink:300 Mbits/s
Uplink: 135 Mbits/s
4G
4GWimax 2
Downlink:1000 Mbits/s
Uplink: 500 Mbits/sLTE
Downlink: 300 Mbits/s
Uplink: 50 Mbits/s
LTE-A
Downlink: 1000 Mbits/s
Uplink: 500 Mbits/s
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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receptortransmisor
bits
tx
bits
rx
𝑋(𝑡) 𝑅(𝑡)
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Un sistema de comunicación inalámbrico
canal de
propagación
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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receptortransmisor
bits
tx
bits
rx
𝑋(𝑡) 𝑅(𝑡)
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
canal de
propagación
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
presentación
aplicación
sesión
transporte
red
data
física
Un sistema de comunicación inalámbrico
Evolución de las comunicaciones inalámbricas
Un sistema de comunicación inalámbrico
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Plan del curso
1. Introducción
2. El canal de propagación
• Efectos del canal de propagación
• Modelos matemáticos
• El canal selectivo en frecuencia y variante en el tiempo
• Ecualización de canal
3. La modulación multiportadora
4. Diversidad
5. Sistemas de Comunicaciones Inteligentes
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Multitrayectos ℎ(𝑡)
AWGN 𝑏(𝑡)
Retraso de la
frecuencia portadora𝑓𝑑
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Q
00110101010…
modulación
portadora: cos(2𝜋 fct)
I
-filtro de
emisión
modulación
filtro de
emisión
portadora: sen(2𝜋 fct)
𝑋(𝑡)Transmisor
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
00110101010…
portadora: 𝑒𝑗2𝜋𝑓𝑐𝑡
parte
real
equivalencia
modulaciónmodulaciónfiltro de
emisión
𝑋(𝑡)
AWGN 𝑏(𝑡)
R t = X 𝑡 + 𝑏(𝑡)
Transmisor
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Tiempo (ms)
El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
AWGN 𝑏(𝑡)
Am
pli
tud
(V
)
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
AWGN 𝑏(𝑡)
−=
2
2
1exp
2
1)(
bbp
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
Multitrayectos h(𝒕)
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
00110101010…
portadora: 𝑒𝑗2𝜋𝑓𝑐𝑡
parte
real
equivalencia
modulaciónmodulaciónfiltro de
emisión
𝑋(𝑡)
𝑅 𝑡 = න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝑏(𝑡)
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
• Reflexión
• “Scattering”
• Difracción
Efectos del canal de propagación
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
𝑅 𝑡 = න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝐵(𝑡)
• “Path loss”
• “Shadowing”
• Efecto multitrayectos
Caracterización del canal
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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𝑡
ℎ(𝑡)
𝑅 𝑡 = න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝑏(𝑡)
El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
𝜏𝑚𝑎𝑥
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
ℎ(𝑛)
𝑛0 1 𝐿 − 1𝜏𝑚𝑎𝑥
𝑇𝑚
𝑅 𝑛 =
𝑙=0
𝐿−1
ℎ (𝑙) ∙ 𝑋(𝑛 − 𝑙) + 𝑏(𝑛)
𝑋(𝑛) 𝑅(𝑛)
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
• Modelo de Rice
• Modelo de Rayleigh
Modelos estadísticos de canal
𝑅 𝑛 =
𝑙=0
𝐿−1
ℎ (𝑙) ∙ 𝑋(𝑛 − 𝑙) + 𝑏(𝑛)
𝑋(𝑛) 𝑅(𝑛)
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Rice
𝑋(𝑛) 𝑅(𝑛)
𝒥0 𝑦 ≜1
2𝜋න0
2𝜋
𝑒−𝑦𝑐𝑜𝑠(𝑧) ⅆ𝑧
𝑅 𝑛 = 𝛼𝐼(𝑛) + 𝑗𝛼𝑄(𝑛)
𝒦𝑟𝑖𝑐𝑒=𝜇𝑟2
2𝜎𝑟2
Ω𝑟=𝜇𝑟2 + 2𝜎𝑟
2
𝒫𝑑𝑓(𝑥) =𝑥
𝜎𝑟2 𝑒
−𝑥2+𝜇
𝑟2
2𝜎𝑟2𝒥0
𝑥𝜇𝑟
𝜎𝑟2 𝑥 ≥ 0
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Rayleigh𝒫𝑑𝑓(𝑥) =
2𝑥
Ω𝑟𝑒−𝑥2
Ω𝑟 𝑥 ≥ 0 𝑅 𝑛 = 𝛼𝐼(𝑛) + 𝑗𝛼𝑄(𝑛)
Ω𝑟=2𝜎𝑟2
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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𝑡
ℎ(𝑡)
𝑅 𝑡 = න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝑏(𝑡)
El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
𝜏𝑚𝑎𝑥
Naturaleza de la señal
transmitida
Relación entre 𝑊 y 𝑊𝑐
𝑊 ∝1
𝑇𝑠 𝑊𝑐 =1
𝜏𝑚𝑎𝑥
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Naturaleza de la señal
transmitida
Relación entre 𝑊 y 𝑊𝑐
𝑊 ∝1
𝑇𝑠 𝑊𝑐 =1
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ(𝑛)
𝑛0 1 𝐿 − 1𝜏𝑚𝑎𝑥
𝑇𝑚
𝑅 𝑛 =
𝑙=0
𝐿−1
ℎ (𝑙) ∙ 𝑋(𝑛 − 𝑙) + 𝑏(𝑛)
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
0 1 2 3 4 5 6
x 10-6
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5COST 207 Typical Urban channel impulse response
Time (s)
Am
plit
ude
-2 -1 0 1 2
x 106
-15
-10
-5
0
5COST 207 Typical Urban channel frequency response
Frequency (Hz)
Am
plit
udeTFD
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≪ 𝑇𝑠Canal no selectivo en
frecuencia
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
0 1 2 3 4 5 6
x 10-6
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5COST 207 Typical Urban channel impulse response
Time (s)
Am
plit
ude
-2 -1 0 1 2
x 106
-15
-10
-5
0
5COST 207 Typical Urban channel frequency response
Frequency (Hz)
Am
plit
udeTFD
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≫ 𝑇𝑠Canal selectivo en frecuencia
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Canal no selectivo en
frecuencia
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Canal selectivo en frecuencia
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
Comunicaciones Inalámbricas FIE-UTP Dr. Héctor E. Poveda P.
El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
v
𝑓𝑑 =𝑣
𝜆𝑐𝑜𝑠𝜃
max 𝑓𝑑 = 𝑓𝑑 =𝑣
𝜆
𝑇𝑐 =1
𝑓𝑑
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
v
𝑓𝑑 =𝑣
𝜆𝑐𝑜𝑠𝜃
max 𝑓𝑑 = 𝑓𝑑 =𝑣
𝜆
𝑇𝑐 =1
𝑓𝑑
𝑇𝑠 < 𝑇𝑐
Canal a
desvanecimiento
lento
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
v
𝑓𝑑 =𝑣
𝜆𝑐𝑜𝑠𝜃
max 𝑓𝑑 = 𝑓𝑑 =𝑣
𝜆
𝑇𝑐 =1
𝑓𝑑Canal a
desvanecimiento
rápido
𝑇𝑠 > 𝑇𝑐
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
1
Ts
dC f
T 1
max
1
cW
Selectivo
en frecuencia
Selectivo
en frecuencia
No selectivo
en frecuencia
No selectivo
en frecuencia
Desvanecimiento
lento
Desvanecimiento
lento
Desvanecimiento
rápido
Desvanecimiento
rápido
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≪ 𝑇𝑠𝑇𝑠 < 𝑇𝑐
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≪ 𝑇𝑠𝑇𝑠 > 𝑇𝑐
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≫ 𝑇𝑠𝑇𝑠 > 𝑇𝑐
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≫ 𝑇𝑠
𝑇𝑠 < 𝑇𝑐
Ts
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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El canal de propagación
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Efectos del canal de propagación
Modelos matemáticos
El canal selectivo en frecuencia
Ecualización de canal
Ecualización de canal:
• Ecualización MMSE
• Ecualización Zero Forcing
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Plan del curso
1. Introducción
2. El canal de propagación
3. La modulación multiportadora
• Principios históricos
• OFDM – Descripción matemática
• OFDM como técnica de acceso múltiple
4. Diversidad
5. Sistemas de Comunicaciones Inteligentes
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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La modulación multiportadora
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
g(n) D/A
)2cos( 0tf
bit - símbolo
monoportadora: banda W
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
Comunicaciones Inalámbricas FIE-UTP Dr. Héctor E. Poveda P.
La modulación multiportadora
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
bit - símboloserie
-
paralelo
g(n) D/A
g(n) D/A
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(n) D/A
cos(2pfK-1t)
g(n) D/A
)2cos( 0tf
bit - símbolo
monoportadora: banda W multiportadora: K bandas W/K
Objetivo: ser menos sensible a los efectos del canal de propagación.
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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La modulación multiportadora
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Envío de información en paralelo.
bit - símboloserie
-
paralelo
g(n) D/A
g(n) D/A
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(n) D/A
cos(2pfK-1t)
multiportadora: K bandas W/K
Aumento en la duración del símbolo 𝑇𝑠
Objetivo: ser menos sensible a los efectos del canal de propagación.
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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La modulación multiportadora
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
¿Y el factor K? ¿Puede ser arbitrario?
No, un valor de K muy grande nos da como resultado un canal a desvanecimiento rápido.
bit - símboloserie
-
paralelo
g(n) D/A
g(n) D/A
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(n) D/A
cos(2pfK-1t)
multiportadora: K bandas W/K
Envío de información en paralelo.
Aumento en la duración del símbolo 𝑇𝑠
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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La modulación multiportadora
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Echantillons
Am
pli
tude
0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
monoportadora: banda W multiportadora: K bandas W/K
Am
pli
tud
(V
)
muestras
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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La modulación multiportadora
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La modulación multiportadora
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Echantillons
Am
pli
tude
0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
monoportadora: banda W multiportadora: K bandas W/K
Am
pli
tud
(V
)
muestras
0 500 1000 1500 20000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Echantillons
Am
plitu
de
Am
pli
tud
(V
)
muestras
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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La modulación multiportadora
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La modulación multiportadora
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Echantillons
Am
pli
tude
0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
monoportadora: banda W multiportadora: K bandas W/K
Am
pli
tud
(V
)
muestras
0 500 1000 1500 20000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Echantillons
Am
plitu
de
Am
pli
tud
(V
)
muestras
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Echantillons
Am
pli
tude
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
EchantillonsA
mpli
tude
muestrasmuestras
Am
pli
tud
(V
)
Am
pli
tud
(V
)Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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El canal de propagación
La modulación multiportadora
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La modulación multiportadora
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Echantillons
Am
pli
tude
0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
monoportadora: banda W multiportadora: K bandas W/K
Am
pli
tud
(V
)
muestras
0 500 1000 1500 20000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Echantillons
Am
plitu
de
Am
pli
tud
(V
)
muestras
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Echantillons
Am
pli
tude
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
EchantillonsA
mpli
tude
muestrasmuestras
Am
pli
tud
(V
)
Am
pli
tud
(V
)
ecualización compleja
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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La modulación multiportadora
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
Expresión matemática
bit - símboloserie
-
paralelo
g0(t)
gk(t)
gK-1(t)
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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La modulación multiportadora
Diversidad
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La modulación multiportadora
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
+
−=
−
=
+
−=
−
=
−=−=
l
K
k
lklk
l
K
k
lTtfj
lk tgSlTtgeStX k
1
0
,,
1
0
)(2
, )()()(
)()()(2
, lTtgetglTtfj
lkk −=
−
bit - símboloserie
-
paralelo
g0(t)
gk(t)
gK-1(t)
Expresión matemática
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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El canal de propagación
La modulación multiportadora
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La modulación multiportadora
señal monoportadora BDBS0 S1 S2S3 S4
S5
S0
S1 cos(2p f1t)
S2 cos(2p f2t)
S3 cos(2p f3t)
S4 cos(2p f4t)
S5 cos(2p f5t)
T
señal multiportadora
Si nos ponemos en el instante l=0 la transmisión de 6 símbolos sería la siguiente:
Am
pli
tud
(V
)
tiempo
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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T− TT2
1 +−
T2
1 +
a = 0.1
La modulación multiportadora
Filtro coseno elevado
Primera solución
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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El canal de propagación
La modulación multiportadora
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Tkfk
+=
1
gk,l , g ¢ k , ¢ l =dk, ¢ k dl, ¢ l
Tkfk
+=
1
Tkfk
++=+
1)1(1
f
La modulación multiportadora
Emitiendo el símbolo en la frecuencia k
𝑊
𝐾=1 + 𝛼
𝑇= Δ𝑓
Primera solución
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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Comunicaciones Inalámbricas FIE-UTP Dr. Héctor E. Poveda P.
0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
bit - símboloserie
-
paralelo
g(t)
g(t)
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(t)
cos(2pfK-1t)
La modulación multiportadora
+
−=
−
=
−=l
K
k
tfj
lk lTtgeStX k
1
0
)(2
, )()(
Primera solución
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
La modulación multiportadora
No hay cambios en la tasa de transmisión y la tasa de error en presencia de ruido con
respecto a una modulación monoportadora
bit - símboloserie
-
paralelo
g(t)
g(t)
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(t)
cos(2pfK-1t)
+
−=
−
=
−=l
K
k
tfj
lk lTtgeStX k
1
0
)(2
, )()(
Primera solución
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
La modulación multiportadora
Concepción difícil de K moduladores independientes
bit - símboloserie
-
paralelo
g(t)
g(t)
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(t)
cos(2pfK-1t)
+
−=
−
=
−=l
K
k
tfj
lk lTtgeStX k
1
0
)(2
, )()(
Primera solución
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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0 500 1000 15000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Echantillons
Am
pli
tude
Am
pli
tud
(V
)
muestras
La modulación multiportadora
Sistema abandonado para utilizar los sistemas multiportadora de recubrimiento
bit - símboloserie
-
paralelo
g(t)
g(t)
cos(2pf0t)
cos(2pfkt)
g(t)
cos(2pfK-1t)
+
−=
−
=
−=l
K
k
tfj
lk lTtgeStX k
1
0
)(2
, )()(
Primera solución
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OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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La modulación multiportadora
Diversidad
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Tf 1=
La modulación multiportadora
Am
pli
tud
(V
)
muestras
Difícil recuperar las subportadoras sin interferencia entre ellas utilizando filtros analógicos
Segunda solución
+
−=
−
=
−−=
l
K
k
lTtfj
lk lTtgeStX k
1
0
)(2
, )()(
bit - símboloserie
-
paralelo
g0(t)
gk(t)
gK-1(t)
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OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
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La modulación multiportadora
Diversidad
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m
mmf
TT
Kf
1==
TltlT )1( + mmm TKlTnTlTTlTlT )1(,,,,, −+++
−
=
−
=
−
==
==
==+
1
0
2
,
1
0
2
,
1
01
2
, )(][)(
K
k
K
knj
lk
K
k
K
Tn
T
kj
lk
K
k
m
nTfj
lkm
eSeS
nTgeSnxnTlTx mk
T
kfk =
+
−=
−
=
+
−=
−
=
−=−=
l
K
k
lklk
l
K
k
lTtfj
lk tgSlTtgeStx k
1
0
,,
1
0
)(2
, )()()(
x[n] = Sk,lej2p
kn
K
k=0
K-1
å
IDFT
La modulación multiportadora
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OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
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La modulación multiportadora
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OFDMORTHOGONAL FREQUENCY
DIVISION MULTIPLEXING
OFDM
𝑥(𝑛) =
𝑘=0
𝐾−1
𝑆𝑘,𝑙 𝑒𝑗2𝜋
𝑘𝑛𝐾
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Forma de matriz:
OFDM
−+
+
+
=
))1((
)(
)(
)(
m
m
m
TKlTx
nTlTx
TlTx
lTx
X
l
lK
lk
l
l
K
K
KKj
K
kKj
K
Kj
K
Knj
K
nkj
K
Kj
K
kj
Kj
m
m
m
S
S
S
S
eee
ee
eee
TKlTx
nTlTx
TlTx
lTx
X
S
=
−+
+
+
=
−−−−−
−
−
−
,1
,
,1
,0
)(
)1)(1(2
)1(2
)1(2
)1(22
)1(22
12
1
1
1
111
))1((
)(
)(
)(
F
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
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OFDM como técnica de acceso múltiple
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El canal de propagación
La modulación multiportadora
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−+
+
+
=
))1((
)(
)(
)(
m
m
m
TKlTx
nTlTx
TlTx
lTx
X
l
lK
lk
l
l
K
K
KKj
K
kKj
K
Kj
K
Knj
K
nkj
K
Kj
K
kj
Kj
m
m
m
S
S
S
S
eee
ee
eee
TKlTx
nTlTx
TlTx
lTx
X
S
=
−+
+
+
=
−−−−−
−
−
−
,1
,
,1
,0
)(
)1)(1(2
)1(2
)1(2
)1(22
)1(22
12
1
1
1
111
))1((
)(
)(
)(
F
Matriz de Fourier inversa
Forma de matriz:
OFDM
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OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
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XFuente de símbolos
Sl = S0,l, S1,l, S2,l, ,SK-1,l{ }S/P TFDI D/AP/S
Reconstrucción des symbolesP/S TFD A/DS/PSl = S0,l, S1,l, S2,l, ,SK-1,l{ }
OFDM
Principios históricos
OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
Introducción
El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
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La utilización de la IDFT suprime utilizar un banco de filtros
Como escogemos K un múltiplo de 2, podemos utilizar una transformada rápida.!
K portadoras
duración T
Symbole l-1 Symbole l Symbole l+1
OFDM
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OFDM como técnica de acceso múltiple
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El canal de propagación
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Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
trayecto N°2
t12max −=
trayecto N°1
OFDM
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Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
trayecto N°2
t12max −=
trayecto N°1
trayecto N°1 :
señal OFDM deseada
l-1
OFDM
l l+1 l+2
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Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
trayecto N°2
t12max −=
trayecto N°1
trayecto N°1 :
señal OFDM deseada
l-1
trayecto N°2 :
señal OFDM interferida
interferencias
OFDM
l l+1 l+2
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•Versiones retrasadas de los símbolos OFDM se superponen
• Interferencia entre símbolos OFDM
• Recuperación imposible
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
trayecto directo
trayecto
retrasado1
trayecto
retrasado 2
t
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
OFDM
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•Versiones retrasadas de los símbolos OFDM se superponen
• Interferencia entre símbolos OFDM
• Recuperación imposible
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
trayecto directo
trayecto
retrasado1
trayecto
retrasado 2
recuperación
imposible
t
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
OFDM
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El intervalo de guardia debe ser mayor que el retraso.
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
OFDM
intervalo de guardia
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símbole l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
trayecto directo
trayecto retrasado 1
trayecto retrasado 2
t
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
OFDM
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Que debemos usar como IG?
símbole l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
símbolo l-1 símbolo l símbolo l+1
trayecto directo
trayecto retrasado 1
trayecto retrasado 2
Recuperación
Posible ?
t
IG
IG
IG
IG
IG
IG
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
OFDM
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T
sin IG
con IGTG
8
1=
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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Sin IG entre 2 símbolos OFDM consecutivos hay interferencia entre los
mismos
OFDM
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Sin IG entre 2 símbolos OFDM consecutivos hay interferencia entre los
mismos
Si utilizamos un IG (no transmitir)
de largo ∆G > 𝜏max, suprimimos la interferencia. Sin
embargo, el cambio brutal de forma de onda genera
componentes espectrales parásitas que generan
interferencias entre subportadoras
OFDM
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distorsiones
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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Espectro de señales transmitidas sin IG y con IG.
interferencia entre subportadoras
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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Si copiamos el final del símbolo OFDM al principio, obtenemos un
IG que no causa discontinuidad en la señal.
Llamamos a esto el prefijo cíclico (CP).
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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TSin IG
Con IG sin CP
Con IG y CP
TG8
1=
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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TSin IG
Con IG sin CP
Con IG y CPT
TG8
1=
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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Inserción del CP en el IG -> Supresión del cambio brutal de forma de
onda. Evitamos las interferencias entre subportadoras.
CP: extensión del símbolo OFDM en el IG
T
Podemos ver 2 señales sinusoidales plenas
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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distorsiones
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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Espectro de las señales luego de la extracción del CP
OFDM
Comportamiento en un canal selectivo en frecuencia
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Espectro QPSK-OFDM, con y sin IG para 16, 64 et 256 subportadoras
OFDM
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OFDM
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OFDM y el retraso de la frec. portadora
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OFDM y el retraso de la frec. port.
1 - 𝑓𝑑: retraso de la frec. port. (CFO)
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OFDM como técnica de acceso múltiple
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
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OFDM y el retraso de la frec. port.
1 - 𝑓𝑑: retraso de la frec. port. (CFO)
2 - ℎ(𝑡): multitrayectos
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ(𝑡)
𝑡 𝑊
2𝑓
𝑃(𝑓)
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≪tiempo de símbolo plano en frecuencia
𝑅 𝑡 = 𝑒𝑖2𝜋𝑓𝑑𝑡න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝐵(𝑡)
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OFDM como técnica de acceso múltiple
𝑓𝑙𝑜𝑟
𝑓𝑙𝑜𝑥
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
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OFDM y el retraso de la frec. port.
1 - 𝑓𝑑: retraso de la frec. port. (CFO)
2 - ℎ(𝑡): multitrayectos
𝑅 𝑡 = 𝑒𝑖2𝜋𝑓𝑑𝑡න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝐵(𝑡)
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ(𝑡)
𝑡 𝑊
2𝑓
𝑃(𝑓)
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≫tiempo de símbolo selectivo en frecuencia
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OFDM como técnica de acceso múltiple
𝑓𝑙𝑜𝑟
𝑓𝑙𝑜𝑥
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
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OFDM y el retraso de la frec. port.
1 - 𝑓𝑑: retraso de la frec. port. (CFO)
2 - ℎ(𝑡): multitrayectos
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ(𝑡)
𝑡 𝑊
2𝑓
𝑃(𝑓)
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≫tiempo de símbolo selectivo en frecuencia
𝑅 𝑡 = 𝑒𝑖2𝜋𝑓𝑑𝑡න0
𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ 𝜏 ∙ 𝑋(𝑡 − 𝜏) ⅆ𝜏 + 𝐵(𝑡)
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OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
𝑓𝑙𝑜𝑟
𝑓𝑙𝑜𝑥
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
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OFDM y el retraso de la frec. port.
1 - 𝑓𝑑: retraso de la frec. port. (CFO)
2 - ℎ(𝑛): multitrayectos
𝑅 𝑛 = 𝑒𝑖2𝜋𝑓𝑑𝑡
𝑙=0
𝐿−1
ℎ (𝑙) ∙ 𝑋(𝑛 − 𝑙) + 𝐵(𝑛)
ℎ(𝑛)
𝑛 𝐹𝑚2
𝑓
𝑃(𝑓)
0 1 𝐿 − 1𝜏𝑚𝑎𝑥
ℎ(𝑡)
𝑇𝑚
𝜏𝑚𝑎𝑥 ≫tiempo de símbolo selectivo en frecuencia
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OFDM como técnica de acceso múltiple
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
𝑓𝑙𝑜𝑥
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OFDM y el retraso de la frec. port.
CFO
𝑓
𝑃(𝑓)
𝐾∆𝑓2∆𝑓∆𝑓
canal de
propagación
bits
tx
𝑋(𝑡)
RFD/ADSP
bits
rx
𝑅(𝑡)
RF A/D DSP
𝑓𝑙𝑜𝑥
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OFDM – Descripción matemática
OFDM y el retraso de la frec. portadora
OFDM como técnica de acceso múltiple
𝑅 𝑛 = 𝑒𝑖2𝜋𝜀𝑛𝐾
𝑙=0
𝐿−1
ℎ 𝑙 ∙ 𝑋 𝑛 − 𝑙 + 𝐵(𝑛)
1 - 𝑓𝑑: retraso de la frec. port. (CFO)
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Estimación de CFO :• Método de Moose
• Método Schmidl & Cox
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Potencia
tiempo
frecuencia
OFDMA
OFDMAUsuario 1
Usuario 2
Usuario U
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Diversidad Temporal
Diversidad Frecuencial
Diversidad Espacial - MIMO
Diversidad
Diversidad temporal: Multiples trayectos, entrelazamiento, FEC
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Diversidad
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Diversidad Temporal
Diversidad Frecuencial
Diversidad Espacial - MIMO
Diversidad
Diversidad frecuencial: OFDM, espectro expandido
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Diversidad
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Diversidad Temporal
Diversidad Frecuencial
Diversidad Espacial - MIMO
Diversidad
Diversidad espacial: STBC, MIMO
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El canal de propagación
La modulación multiportadora
Diversidad
Sistemas de Comunicaciones 5G
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Sistemas de 5G
Incremento en el número de usuarios y de aplicaciones de los
sistemas inalámbricos
La demanda del aumento de la tasa de transmisión continua
Los sistemas de 4G nos brindan un ancho banda importante
Introducción
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La modulación multiportadora
Diversidad
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