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SIMULINK - COMMUNICATIONS BLOCKSET

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Modulaciones Digitales: El diseño a continuación, presenta el modelo de un sistema de comunicaciones digital. Posee un fuente de datos binarios aleatorios, el tipo de modulación digital en banda base es 16 QAM, el canal de transmisión es contaminado con ruido gaussiano blanco. Los datos de BER (Tasa de bits errados) son comparados con la referencia teórica del modelo a través de la herramienta berTool de MATLAB.

Tx / Rx con modulador 16 QM.

Los bloques que componen el diseño mostrado en la figura 7, se describen a continuación:

Fuente de datos con tasa de transferencia de: 1 Mbps

Símbolo
Ubicación
Configuración
benoulli Communications blockset > Comm. Sources>Random Data sources Sample Time: 1/1e6
Frame base outputs:√
Samples per frame:256

Modulador 16 QAM:

Símbolo
Ubicación
Configuración
benoulli
Communications blockset > Modulation >Digital Baseband Modulation. Sources> AM
M-ary number=16
Input type: bit
Constellation Ord: Gray

Modelo de canal con ruido gaussiano blanco:

Símbolo
Ubicación
Configuración
benoulli Communications blockset > Channels Mode: Eb/No
Eb/No= 10
Number of bits per symbol:4
Symbol Period:
4*(1/1e 6)

Demodulador 16 QAM:

Símbolo
Ubicación
Configuración
benoulli Communications blockset > Modulation >Digital Baseband Modulation. Sources> AM M-ary number=16
Output type: bit
Constellation Ord: Gray

Análisis de tasa de Errores:

Símbolo
Ubicación
Configuración
benoulli Communications blockset > Comm. Sinks Ouput data: port

Los bloques de normalización y de-normalización, consisten en multiplicar y dividir por una constante (1/sqrt(10) ), cuyo valor está establecido según el tipo de modulación digital empleado [3].El bloque donde se muestran los valor de BER es un display.

Las constelaciones se visualizan por medio del bloque Discrete-time Scatter Plot Scope, que se ubica en Communicatios Blockset > Comm Sinks, conectado a la salida del modulador 16 QAM en Tx, y después del bloque AWGN Channel para Rx.

QAM
Sistema de Tx y Rx 16 QAM

 

constelación QAM
Diagramas de constelación en Transmisión y Recepción

 

Análisis de resultados

Los datos obtenidos de BER (1663 x10E-06) son muy altos, lo cual no garantiza una comunicación fiable en presencia de ruido gaussiano con el valor de 10dB de relación Eb/No. Según los datos teóricos se puede mejorar el BER (1 x10E -06), aumentando a 14dB la relación Eb/No. En el apartado siguiente se demuestra que se puede mejorar el BER utilizando codificación de canal.

BER QAM
BER teórico para modulación 16 QAM en canal AWGN

 

Tx / Rx con modulador 16 QAM y codificación convolucional

Posee la misma configuración que el sistema anterior, con la diferencia de la etapa de codificación convolucional y la decodificación usando el algoritmo de Viterbi, ver Figura 10.
La configuración de bloques de codificación convolucional y de codificación de Viterbi se muestra a continuación:

Símbolo Ubicación Configuración
codigo convolucional Communications blockset > Error detection and correction poly2trellis(7, [171 133])
codigo convolucional Communications blockset > Error detection and correction poly2trellis(7, [171 133])
Decision Type: Hard
Trace Depth : 34
Operation Mode :
Continuous

Para mayor detalle de las operaciones realizadas en estos bloques se recomienda revisar [2] y [3].

Existe un retardo en la operación del decodificador de Viterbi (34), por tanto se necesita configurar los parámetros en la máscara del boque Error Rate Calculation, en la opción Receive Delay el valor a ingresar es 34.

QAM
Sistema de Tx y Rx 16 QAM con codificación convolucional


Análisis de resultados

Se mejora la tasa de bits errados, ingresando los bloques que realizan la codificación de canal, manteniendo la relación Eb/No en 10dB, pero a cuenta de sacrificar a la mitad la tasa de datos (información)[3].

 

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