Simulador de un sistema de Simulador de un sistema de comunicaciones W-CDMA de comunicaciones W-CDMA de
UMTSUMTS
Proyecto fin de Proyecto fin de carreracarrera
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Área de Teoría de la Señal y Comunicaciones
AUTOR: José Luis Benítez JiménezTUTOR: Carlos Crespo Cadenas
Diciembre de 2004
ÍndiceÍndice
Alcance del proyectoAlcance del proyecto Sistemas W-CDMASistemas W-CDMA Simulador en MatlabSimulador en Matlab Casos prácticosCasos prácticos Conclusiones y líneas futurasConclusiones y líneas futuras
Alcance del proyectoAlcance del proyecto
Diseño de plataforma para simular Diseño de plataforma para simular sistema genérico de sistema genérico de comunicaciones UMTScomunicaciones UMTS
– Modelar: Transmisión, Recepción y CanalModelar: Transmisión, Recepción y Canal
– Visualizar, comparar y analizar resultadosVisualizar, comparar y analizar resultados
Entorno visual sencilloEntorno visual sencillo
- Interfaz Gráfica de Usuario de Matlab- Interfaz Gráfica de Usuario de Matlab
Sistemas W-CDMASistemas W-CDMA AAcceso cceso MMúltiple por últiple por DDivisión de ivisión de CCódigoódigo
Sistemas W-CDMASistemas W-CDMA
Espectro ensanchadoEspectro ensanchado
WWideband ideband ≡≡ BBanda anda AAncha (5 MHz)ncha (5 MHz)
W = SF ∙ Rb
Tc = Tb / SF
Sistemas W-CDMASistemas W-CDMA Códigos de expansiónCódigos de expansión
GoldGold Familia de secuencias PNFamilia de secuencias PN Suma de secuencias Suma de secuencias preferidas de periodo ppreferidas de periodo p Existen p+2 secuencias Existen p+2 secuencias GoldGold Buenas correlacionesBuenas correlaciones
Walsh (OVSF)Walsh (OVSF) Secuencias mutuamente Secuencias mutuamente ortogonalesortogonales Matrices de Walsh-Matrices de Walsh-HadamardHadamard SF códigos de longitud SFSF códigos de longitud SF Malas propiedades Malas propiedades espectralesespectrales
* Idealmente ortogonales * Idealmente ortogonales para anular MAIpara anular MAI
Códigos de scramblingCódigos de scrambling
* Pseudoaleatorios para * Pseudoaleatorios para mejorar características mejorar características espectralesespectrales
Sistemas W-CDMASistemas W-CDMA Canal de comunicaciones móviles Canal de comunicaciones móviles Multitrayecto
1. Dispersión temporal (ISI)1. Dispersión temporal (ISI)
2. Variabilidad del canal2. Variabilidad del canal
Receptor Rake
• Se adapta al canal combatiendo multitrayectoSe adapta al canal combatiendo multitrayecto
• L ramas que multiplican la señal por réplica local L ramas que multiplican la señal por réplica local
desplazadadesplazada
• Se compensan desfasajes y atenuaciones y se Se compensan desfasajes y atenuaciones y se
integranintegran
Sistemas W-CDMASistemas W-CDMA
Características Características UMTS/3GUMTS/3G
ModulacióModulaciónn
QPSK en DLQPSK en DL BPSK en ULBPSK en UL
PulsoPulsoRaíz de coseno alzado con Raíz de coseno alzado con
αα==0,220,22
CódigoCódigo Walsh, Walsh, ensanchadoensanchado
Gold, Gold, scramblingscrambling
Factor de Factor de ensanchadensanchadoo
SF = 4 - 512SF = 4 - 512
Tasa de Tasa de chipchip 3,84 Mcps3,84 Mcps
Simulador en MatlabSimulador en Matlab
Menú principalMenú principal
Simulador en MatlabSimulador en Matlab
TransmisorTransmisor
Simulador en MatlabSimulador en Matlab
CanalCanal
Simulador en MatlabSimulador en Matlab
ReceptorReceptor
Casos prácticos ICasos prácticos I
AWGN
Filtro Adaptado
Walsh Mala autocorrelación de código walshMala autocorrelación de código walsh
Poca dispersión debido a alta SNRPoca dispersión debido a alta SNR
Probabilidad de error similar a la teóricaProbabilidad de error similar a la teórica
Casos prácticos IICasos prácticos II
Multitrayecto
Filtro Adaptado
Gold Lóbulos secundarios inferioresLóbulos secundarios inferiores
Alta dispersión de constelaciónAlta dispersión de constelación
Errores aumentan con multitrayectoErrores aumentan con multitrayecto
Casos prácticos IIICasos prácticos III
Multitrayecto
Rake
Aleatorio
ConclusionesConclusiones
Técnica de accesoTécnica de acceso W-CDMAW-CDMA
Receptor óptimo Receptor óptimo según canalsegún canal
AWGN Multitrayecto
VSVS
Utilidad del Utilidad del simulador simulador diseñadodiseñado
Líneas futuras de Líneas futuras de investigacióninvestigación
Varios usuarios Varios usuarios transmisorestransmisores
Herramientas Herramientas de laboratoriode laboratorio
• Generador de onda
• Controlar medidas desde simulador
• Hallar probabilidad de error real
• Códigos ortogonales para reducir MAI
• Códigos scrambling para espectro
• Error con rake
Canal más Canal más complejocomplejo
• Efecto doppler
• Estimación de retrasos en el canal
• Estimación de la atenuación del canal
FinFin
Agradecimientos:
A mi familia,
A mi novia,
A mis amigos,
A mi tutor
José Luis Benítez Jiménez
Diciembre 2004
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