Simulación de sistemas de comunicación analógicos

[pic]

Práctica 2: ‘Simulación de sistemas de comunicación analógicos’

Iván González Cabrero

1. Simulación de sistemas de modulación en amplitud

El objetivo típico de un sistema de comunicación es transmitir de forma eficiente información, representada por la señal moduladora, desde el dispositivo transmisor hasta el receptor. Para ello, se modifica las características de unaseñal portadora en función de la moduladora creando una modulación. En el caso de las modulaciones en amplitud, se varía la amplitud de la portadora para que recoja las variaciones de la moduladora.

En este primer apartado se generarán las distintas modulaciones en amplitud que se han visto en teoría.

1.1. Generación de una modulación en amplitud

Se van a considerar lassiguientes señales definidas en el tiempo, que van a ser las moduladoras que empleemos, [pic] y [pic]:
[pic]
[pic], a la que llamaremos m1 en el entorno Matlab.

Los parámetros de estas señales serán:
–[pic]
–[pic]
–[pic]

Junto con la moduladora se va a hacer uso de la señal portadora [pic]con amplitud Ac unitaria y los siguientes parámetros:
– [pic]
– [pic]
–[pic]

La señal portadora es una forma de onda, generalmente sinusoidal, que es modulada por una señal que se quiere transmitir. Como podemos comprobar, y se ha visto en teoría la frecuencia de la señal portadora es de una frecuencia mucho más alta que la señal moduladora (la señal que contiene la información a transmitir).

Una vez especificadas las señales y sus parámetros, se generan elvector de tiempos y el vector de frecuencias.

Utilizando como moduladora [pic], se pide generar sendas señales moduladas en amplitud [pic](AM), en doble banda lateral con portadora suprimida [pic](DSB-SC), en amplitud y cuadratura [pic](QAM) y en banda lateral única [pic](SSB) con banda lateral inferior, haciendo uso del comando modulate. En el caso de QAM, consideraré como componente enfase [pic], y como componente en cuadratura [pic].
El formato del comando modulate es el siguiente:

y = modulate(x,fc,fs,'method',opt)

Luego para realizar las modulaciones introduzco las siguientes líneas:

s1_modulate=(modulate(m,fc,fs,'amdsb-tc',(-1/ka)))*ka;
s2_modulate=modulate(m,fc,fs,'amdsb-sc');
s3_modulate=modulate(m,fc,fs,'qam',m1);s4_modulate=modulate(m,fc,fs,'amssb');

Para visualizar en tiempo las señales moduladas se utilizan, como es habitual, los comandos Matlab plot, subplot y axis. A continuación podemos ver la representación de las cuatro señales moduladas en amplitud en el tiempo.

[pic]

Figura 1. Modulación en amplitud AM.

[pic]

Figura 2. Modulación en amplitud DSB-SC.

[pic]

Figura 3. Modulación en amplitud QAM.[pic]

Figura 4. Modulación en amplitud SSB con banda lateral inferior.

Para obtener la visualización en frecuencia de las señales debemos tener en cuenta las consideraciones respecto al cálculo de espectros de la práctica anterior. Para el cálculo de la transformada de Fourier hacemos uso del comando fftshift introduciendo las siguientes sentencias en Matlab:S1_modulate=fftshift(fft(s1_modulate))*(1/length(s1_modulate));
S2_modulate=fftshift(fft(s2_modulate))*(1/length(s2_modulate));
S3_modulate=fftshift(fft(s3_modulate))*(1/length(s3_modulate));
S4_modulate=fftshift(fft(s4_modulate))*(1/length(s4_modulate));

Como se trata de señales de potencia, multiplicamos la señal por el factor de escalado: [pic] para la señal [pic], y respectivamente para las otrastres señales.

Calculados ya los espectros de las cuatro señales, se procede a la visualización y comparación de las señales en frecuencia.
Para ello se utilizan los comandos Matlab plot y axis e introducimos abs dado que necesitamos representar el módulo de la señal, y la transformada de Fourier nos proporciona un resultado complejo.

A continuación podemos ver el espectro de las señales...