ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNCA DEL LITORAL. ESPOL
FIEC Laboratorio de Comunicaciones Inalámbricas.
Práctica #8: Modulación Digital en Banda Base Filtros de Acoplamiento y de formación de pulso.
Nombres e est!ia"tes e r!$o: Natalia Valeria Bonifaz Montaguano. Paúl Vallejo Para%e%o: 2.
r!$o: Lunes, 07h30 – 09h30 . Fec&a e Prese"taci'": Lunes, i!ie"#re 2$, 20$%.
I"tro!cci'": &n la 'resente 'r(!ti!a 'ro!ee"os a ter"inar e 'rogra"ar pulse_saping.!i ) matced_"lter.!i luego a#ri"os los V*+s transmitter.!i ) recei!er.!i one ree"'laza"os los #loues pulse saping ) matced "lter res'e!ti-a"ente, guara"os !a"#ios. es'u/s se realizan las !oneiones res'e!ti-as e los eui'os 1P, se ienti4!a las i'+s !orres'onientes, a#ri"os los V*+s top_t# ) top_r#$ !on4gura"os los 'ar("etros esta#le!ios tanto 'ara el trans"isor ) el re!e'tor, guara"os los !a"#ios ) 4nal"ente o#ser-a"os los resultaos si"ulaos 5iagra"a el ojo6 en el to'r.-i -ariano el fa!tor e roll o8.
(arco Te'rico: iltros on un #loue #(si!o e los siste"as ele!tr:ni!os ue son usaos 'ara 'er"itir el 'aso e una !ierta #ana e fre!uen!ias "ientras ue se #louean otras. &iste un ti'o es'e!ial e 4ltros lla"aos 4ltros a!o'laos 5"(s !ono!io 'or su no"#re en ingl/s ;"at!he 4lters<6. Los 4ltros a!o'laos son "u) 'o'ulares en i-ersas (reas e las tele!o"uni!a!iones, usual"ente !u"'len !on la tarea e !orrela!ionar a os se=ales> una !ono!ia ) e referen!ia junto !on otra ue es es!ono!ia. Po r tratarse e siste"a slineales in-ariantes en el tie"'o los 4ltros a!o'laos 'ueen ete!tar la 'resen!ia e una se=al !ono!ia, ae"(s son :'ti"os 'ara "ai"izar la rela!i:n se=al a ruio 5N6 en 'resen!ia e ruio #lan!o aiti-o gaussiano. Por e4ni!i:n la o'era!i:n "ate"(ti!a e un 4ltro a!o'lao es la !on-olu!i:n> una se=al ue es !on-olu!ionaa !on la res'uesta al i"'ulso el 4ltro. &l t/r"ino ;"at!he 4lter< es usual"ente -isto !o"o una es'e!ie e sin:ni"o e !orrela!i:n e se=ales, es e!ir, ue una se=al se !orrela!iona !on una r/'li!a e s? "is"a ) esto se e#e a ue el 'ro!eso e !on-olu!ionar a os se=ales retara ne!esaria"ente a una e ellas. Por otro lao la res'uesta al i"'ulso e un 4ltro a!o'lao ta"#i/n e4nia en t/r"inos e una se=al a la ue se le i"'ri"e un retaro e tie"'o.
Filtro Coseno Alzado &s un ti'o e 4ltro ele!tr:ni!o, utilizao fre!uente"ente en siste"as e tele!o"uni!a!iones e#io a ue es !a'az e reu!ir al "?ni"o la interferen!ia entre s?"#olos. &iste una fa"ilia e se=ales !on res'uesta fre!uen!ial en !oseno alzao. @aa una e ellas tiene un fa!tor e rollAo8 iferente, ue -a a a!oni!ionar el an!ho e #ana ) la res'uesta i"'ulso. &l fa!tor e rollAo8 ini!a el 'or!entaje e an!ho e #ana ue e!ee la se=al e la fa"ilia el !oseno alzao res'e!to an!ho e #ana ue o!u'ar?a el 'ulso re!tangular !u)a res'uesta i"'ulso 'resentara los "is"os 'asos 'or !ero. e este "oo, la se=al e'li!aa en el a'artao anterior !orres'oner?a a un rollAo8 el $00, una se=al !on un rollAo8 el %0 tenr?a un an!ho e #ana un %0 "(s grane ue la re!tangular !orres'oniente ) una re!tangular 'ura se !orres'oner?a !on un fa!tor e rollAo8 el 0. &l !oseno alzao !on rollAo8 el $00, a 'esar e ser la e "a)or an!ho e #ana, 'resenta una gran -entaja en el o"inio el tie"'o, )a ue ae"(s e los 'asos e !ero ue )a 'resenta#a la re!tangular, a=ae unos nue-os 'asos 'or !ero justo en la "ita e !aa inter-alo, ue son "u) 'r(!ti!os 'ara esta#le!er sin!ronis"os ) generar los relojes en el re!e'tor. &l elegir uno u otro rollAo8 e'ener( e -arios fa!tores, !o"o la is'oni#ilia e an!ho e #ana, los ni-eles e ruio es'erao, el #it rate eseao, et!.
Respuesta en frecuencia
Respuesta en el dominio del tiempo
Diagrama de Ojo. 1n "oo 'r(!ti!o e estuiar el efe!to e la istorsi:n 5**6 ) el ruio en un siste"as e trans"isi:n igital en #ana #ase !onsiste en a'li!ar la se=al re!i#ia 54ltraa6 antes el "uestreaor a las 'la!as eCei:n -erti!al e un os!ilos!o'io ) una se=al !on for"a e sierra a la tasa e se=aliza!i:n en sin!ronis"o !on la se=al re!i#ia a las 'la!as e eCei:n horizontal. e esta "anera toos los s?"#olos re!i#ios se su'er'onen en la 'antalla el os!ilos!o'io en un úni!o 'erioo e s?"#olo.
Parámetros del diagrama de Ojo.
e eno"ina iagra"a e ojos 'or su si"ilitu !on el ojo hu"ano. La regi:n interior el ojo se eno"ina a'ertura el ojo ) su for"a -a a !oni!ionar la !alia el siste"a.
&n la 4gura 7.$ 'oe"os -er un eje"'lo e una se=al #inaria re!i#ia 5los 'ri"eros D #its6 ) 4ltraa 'ara un !anal ue introu!e ruio ) istorsi:n. &n la 4gura 7.2 'oe"os -er su iagra"a e ojos 5'ara $E0 #its6. i!ho iagra"a -a a 'er"itir eter"inar entre otras !osas el "ejor instante e "uestreo, el "argen so#re el ruio, la istorsi:n en el instante e "uestreo ) la sensi#ilia frente a errores e te"'oriza!i:n !o"o -ere"os a !ontinua!i:n. 1n iagra"a e ojos -a a 'ro'or!ionar "u!ha infor"a!i:n 'r(!ti!a so#re las 'resta!iones el siste"a. &n la 4gura 7.3 'oe"os -er esue"(ti!a"ente un iagra"a e ojos !on los 'rin!i'ales 'ar("etros aso!iaos. Los "(s interesantes son> $. &l an!ho e la a'ertura el ojo ini!a el inter-alo e tie"'o urante el ue se 'uee "uestrear sin error. @o"o es e-iente el "ejor instante e "uestreo !orres'oner( auel instante te"'oral 'ara el ue la a'ertura el ojo es "a)or. 2. La sensi#ilia frente a errores e te"'oriza!i:n se 'uee eter"inar 'or la -elo!ia 5'eniente e la zona interior el ojo6 a la ue se !ierra el ojo según -aria"os el instante e "uestreo. 3. La altura e la a'ertura el ojo e4ne el "argen so#re el ruio 'ara un -alor ao el instante e "uestreo. &n la 4gura 7.3 ta"#i/n a'are!en e4nios otros 'ar("etros !o"o son la istorsi:n en el instante e "uestreo ) la istorsi:n el !ru!e 'or !ero. @uano el efe!to !onjunto e la ** ) el ruio es "u) grane, la traza su'erior e inferior el ojo se !ruzan, ano !o"o resultao ue el ojo se !ierre. &n esta situa!i:n es i"'osi#le e-itar errores, 'or lo ue el siste"a no ser Fa in"une frente al ruio ) la **.
Diferencias del diagrama de Ojo. &n la siguiente i"agen se 'uee o#ser-ar !u(l es el "ejor iagra"a es'u/s e la trans"isi:n 'or la 4#ra :'ti!a ) la ete!!i:n.
rá)cos: Grans"isor 5'ulsesha'ing.-i6>
Diagrama de Blo%ues
e!e'tor 5Mat!he4ltering.-i6>
Diagrama de Blo%ues
Descri$ci'" * A"á%isis e% C'i+o: Transmisor: &n el trans"isor 'ara so#reA"uestrear ) a'li!ar el 4ltro e for"a!i:n e 'ulsos, tene"os !o"o entraa un !luster &Modulation parameters in' 'ara el !ual usa"os un (nbundle by )ame el "is"o ue o#tenre"os *+ ,!ersample factor -L ) pulse saping parameters. H 'artir el arreglo input ha!e"os (psampling !olo!ano un lazo for ue -a ese iI0 hasta NI al ta"a=o el arreglo -Array /i0e, entro el lazo usa"os Initiali0e Array 'ara ini!ializar un arreglo !on 0J0i e ta"a=o LA$, luego !rea"os un nue-o arreglo ue !ontiene es'u/s e !aa ele"ento el arreglo input el su#A arreglo ini!ializao 4nal"ente este resultao se ha!e !on-olu!i:n !on el 4ltro 'ara lo !ual ha!e"os uso e la fun!i:n Con!olution, este resultao se -er( "eiante la salia output. Para o#tener un 4ltrao e la se=al entraa usa"os la fun!i:n M* 1enerate Filter Coe2cients al !ual en-ia"os las siguientes entraas modulation type$ pulse saping "lter$ *+ ,!ersample factor$ Filter parameter$ "ler lengt -symbols o#tenieno as? !o"o resultao la se=al 4ltraa.
Receptor: &n el lao el re!e'tor es ne!esario tener un 4ltro 'ara !uano llegue la se=al ) as? 'ro!eer !on el resto el 'ro!eso. Para realizar el 4ltro e a!o'la"iento, es ne!esario o#tener e los 'ar("etros e entraa ue re!i#e los -alores ue ne!esitare"os, 'ara esto nos a)ua"os e la herra"ienta e 1NB1NL& BK NHM& ) e all? sa!a"os los 'ar("etros en rela!i:n a la se!uen!ia o#tenia en la for"a!i:n e 'ulsos !o"o el Gi'o e Moula!i:n, el 4ltro e for"a!i:n e 'ulsos, el 'ar("etro el 4ltro, ) la longitu el 4ltro. Goos estos -alores ha) ue !a#learlos ire!ta"ente al MG &N&HG& *LG& @&*@*&NG el !ual a su salia "e ar( los !oe4!ientes el 4ltro e a!o'la"iento, este arreglo e au? se !on-olu!ionar( !on el arreglo etra?o e la entraa !o"'leja en for"a e ona usano la herra"ienta @NVL1G*N ) 'ara 'oer en-iarla a la salia usa"os el 'ro!eso in-erso el 'rin!i'io es e!ir transfor"a"os esta se=al "eiante un B1NL& BK NHM&.
Res!%taos: Obtencin de las !P"s del transmisor # del receptor:
e "uestran las ire!!iones *P e los eui'os 1P 5&ui'o $ ) &ui'o 26
Filter parameter $ %
Filter parameter $ %.&
Filter parameter $ %.'
Filter parameter $ %.(
Filter parameter $ %.)
Filter parameter $ *
Pre+!"tas: ,. (T e"erate Fi%ter Coe-cie"ts.i re/!iere !"a e"traa $ara e% "0mero e m!estras e 1ormaci'" e $!%sos $or s2mbo%o. Esto i"ica a% 3I e% 1actor e oersam$%e !ti%i4ao $ara e% ise5o e% )%tro. 6A% !sar este 3I e" $!%se7s&a$i"+.i e '"e obtie"e este $arámetro9 I"i/!e e% "ombre e a%+0" c%!ster *o ariab%e re%ea"te. &ste 'ar("etro se o#tiene el !luster "oulation 'ara"eters in !u)a -aria#le es'e!?4!a ue se reuiere es *+ o!ersample factor . &. A%
!sar e%ociaes e m!estreo i"co"siste"tes e" e% tra"smisor * e% rece$tor es im$orta"te recorar /!e %a e%ocia e s2mbo%os ;, < T s = ebe $erma"ecer co"sta"te. a. +n t,rminos de las tasas de muestreo en el transmisor # el receptor T M T -* # * N respecti/amente01 2Cuál es la relacin entre el factor de O/ersampling en el transmisor -30 # el receptor -405 Transmisor -30 f muetreo
=
1
T
T M
Receptor -40 f muetreo
=
1
T
T N
Reemplazando 1
T M 1
T N
L =
T M T
T N T M
=
L
T M
M
T N
=
M L
e o#ser-a ue la rela!i:n es ire!ta"ente 'ro'or!ional a su fa!tor o-ersa"'ling.
b. 6>!? se $!ee ecir sobre e% ti$o e "0mero /!e eber2a ser %a re%aci'"
e T M ; < $ositios.
T N
9 Rec!ere /!e * ebe" ser e"teros
e#io a la siguiente !oni!i:n>
L >¿
M, sa#ieno ue tanto L ) T M
M son -alores enteros 'ositi-os, !on la e'resi:n>
T N
=
M L
Nota"os ue la rela!i:n es un nú"ero ra!ional el !ual est( en el siguiente inter-alo 0<
T M T N
<1
@. Usa"o e% co"tro% $!%se s&a$i"+ $arameters e" %os $a"e%es to$7t.i * to$7r.i ar2e e% $arámetro e% )%tro ;$or eB 1actor e ro%% o= e ra24 e cose"o e%eao e a , e" i"creme"tos e .. Obsere c'mo e% ia+rama e oBo ;e" e% $a"e% 1ro"ta% e to$7r.i= cambia a meia /!e se ar2a este $arámetro e eceso e a"c&o e ba"a. a. Describir lo 6ue ocurre con la apertura del ojo a medida 6ue aumenta el parámetro de roll o7 de % a *.
Mientras au"enta el roll o8, is"inu)e la interferen!ia interA si"#:li!a 5**6. b. +8pli6ue 6u, distorsin se está agregando o 6uitando a la se9al recibida al /ariar este parámetro.
La istorsi:n ue se 'resenta al -ariar el roll o8 se eno"ina istorsi:n el !ru!e 'or !ero e#io a ue !uano el efe!to !onjunto e la ** ) el ruio es "u) grane, la traza su'erior e inferior el ojo se !ruzan, ano !o"o resultao ue el ojo se !ierre.
. Gasá"ose e" %a ariaci'" e %os $arámetros e %a 1orma e $!%so 6C!á% es %a re%aci'" e"tre 1actor e ro%%o e% )%tro e ra24 e cose"o e%eao * %a i"ter1ere"cia i"tersimb'%ica9 A!me"ta o ismi"!*e e% ISI co" e% a!me"to e * $or /!?9 Mientras se au"enta el fa!tor e rollo8, se is"inu)e la interferen!ia interAsi"#:li!a 5**6, 'or lo tanto la rela!i:n es in-ersa"ente 'ro'or!ional. @uano el fa!tor e rollo8 es igual a $ e#io a ue !on este -alor tiene a 'are!erse al elta ) a su -ez ta"#i/n tiene un "enor an!ho e #ana lo !ual reu!e la interferen!ia.
Co"c%!sio"es:
e us: un 4ltro e !oseno alzao 'ara reu!ir al "?ni"o la interferen!ia entre s?"#olos 5**6, e esta "anera a "eia ue se au"enta el fa!tor e roll o8 la ** is"inu)e.
&l an!ho e a'ertura el ojo ini!a el inter-alo e tie"'o urante el ue se 'uee "uestrear sin error. @o"o es e-iente el "ejor instante e "uestreo !orres'oner( a auel instante te"'oral el ue la a'ertura el ojo es "a)or.
&l 4ltro re!e'tor es un 4ltro e a!o'la"iento ue "ai"iza la rela!i:n se=al ruio 5N6 ) 'or lo tanto a su "ejor reni"iento 'ara o#tener la salia 4nal el 4ltro se !on-olu!iona los !oe4!ientes el 4ltro e a!o'la"iento !on el arreglo o#tenio a la entraa.
Recome"acio"es:
Para a)ua al "o"ento e 'rogra"ar el 'ulsesha'ing.-i ) el Mat!he4ltering.-i, se re!o"iena usar las fun!iones ue se ini!an en la 'r(!ti!a NO 7.
Gener en !uenta ue en realia solo esta"os !reano os #loues el siste"a e !o"uni!a!i:n inal("#ri!a ue tra#aja en uni:n !on otros V*+s ue he"os !reao en !lases anteriores 'ara as? for"ar el siste"a !o"'leto. Hnalizano !aa uno e ellos ) 'orue son inis'ensa#les.
Gib%io+ra12a: •
• •
htt'>l"i.#Qh.har-ar.eu'a'ers'fs200R"artinA fernanez@1&0Re.'f htt'>#i's.#i.ehu.es'rj"oe"'ulsos4ltro.ht" htt's>'rezi.!o"lis'l"jQ0a4ltroAelA!osenoAalzao
