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Proyecto fin de carrera Simulador de un sistema de comunicaciones W-CDMA de UMTS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Área de Teoría de la Señal y Comunicaciones AUTOR: José Luis Benítez Jiménez TUTOR: Carlos Crespo Cadenas Diciembre de 2004 Índice Alcance del proyecto Sistemas W-CDMA Simulador en Matlab Casos prácticos Conclusiones y líneas futuras Alcance del proyecto Diseño de plataforma para simular sistema genérico de comunicaciones UMTS – Modelar: Transmisión, Recepción y Canal – Visualizar, comparar y analizar resultados Entorno visual sencillo - Interfaz Gráfica de Usuario de Matlab Sistemas W-CDMA Acceso Múltiple por División de Código Sistemas W-CDMA Espectro ensanchado Tc = Tb / SF W = SF ∙ Rb Wideband ≡ Banda Ancha (5 MHz) Sistemas W-CDMA Códigos de expansión Walsh (OVSF) Secuencias mutuamente ortogonales Códigos de scrambling Gold Familia de secuencias PN Suma de secuencias preferidas de periodo p Matrices de Walsh-Hadamard SF códigos de longitud SF Existen p+2 secuencias Gold Malas propiedades espectrales Buenas correlaciones * Idealmente ortogonales para anular MAI * Pseudoaleatorios para mejorar características espectrales Sistemas W-CDMA Canal de comunicaciones móviles Multitrayecto 1. Dispersión temporal (ISI) 2. Variabilidad del canal Receptor Rake • Se adapta al canal combatiendo multitrayecto • L ramas que multiplican la señal por réplica local desplazada • Se compensan desfasajes y atenuaciones y se integran Sistemas W-CDMA Características UMTS/3G Modulación Pulso Código QPSK en DL BPSK en UL Raíz de coseno alzado con α=0,22 Walsh, ensanchado Gold, scrambling Factor de ensanchado SF = 4 - 512 Tasa de chip 3,84 Mcps Simulador en Matlab Menú principal Simulador en Matlab Transmisor Simulador en Matlab Canal Simulador en Matlab Receptor Casos prácticos I Mala autocorrelación de código walsh AWGN Walsh Poca dispersión debido a alta SNR Probabilidad de error similar a la teórica Filtro Adaptado Casos prácticos II Lóbulos secundarios inferiores Multitrayecto Gold Alta dispersión de constelación Errores aumentan con multitrayecto Filtro Adaptado Casos prácticos III Multitrayecto Aleatorio Rake Conclusiones Técnica de acceso W-CDMA Receptor óptimo VS según canal AWGN Utilidad del simulador diseñado Multitrayecto Líneas futuras de investigación Varios usuarios transmisores • Códigos ortogonales para reducir MAI • Códigos scrambling para espectro • Error con rake Canal más complejo Herramientas de laboratorio • Efecto doppler • Generador de onda • Estimación de retrasos en el canal • Controlar medidas desde simulador • Estimación de la atenuación del canal • Hallar probabilidad de error real Fin Agradecimientos: A mi familia, A mi novia, A mis amigos, A mi tutor José Luis Benítez Jiménez Diciembre 2004