Comunicaciones
Páginas: 7 (1511 palabras)
Publicado: 11 de diciembre de 2013
Universidad de los Llanos
Facultad de Ciencias Básicas e Ingeniería
Escuela de Ingenierías
Programa de Ingeniería Electrónica
Telecomunicaciones
Docente Ing. Luis Felipe Albarracín
Proyecto final:
Modulación digital 8 QAM
Estudiantes:
Julián Andrés Vega Durán
Carlos José Manosalva Rivera
Resumen- En este documento se presenta el planteamiento y posterior desarrollo delproyecto final del curso Telecomunicaciones I, que aborda la implementación de un modulador 8QAM en una arquitectura paralela como lo es un dispositivo FPGA.
Abstract- in this paper is presented the approach and further development of the final project of the course Telecommunications I, which deals with the implementation of a modulator 8QAM in a parallel architecture as it is an FPGA.INTRODUCCIÓN
Hoy en día, las telecomunicaciones mundialmente han tenido un desarrollo exponencial, debido a la acogida que han tenido internet, los dispositivos móviles, y entre otros en la sociedad, se hace necesario transmitir cada vez más cantidad de datos en cada vez menos tiempo, ya que la necesidad de compartir información entre personas es cada día mayor; para esto, es necesario implementarsistemas de comunicaciones que puedan transmitir cantidades considerables de datos en corto tiempo.
MARCO TEORICO
La modulación digital QAM consiste en modular tanto la amplitud como la fase de una señal sinusoidal, y dependiendo de las combinaciones posibles entre la cantidad de amplitudes y la cantidad de faces disponibles, se pueden transmitir mayor cantidad o menor cantidad de datos.La figura 1 es una representación de la modulación QAM.
Figura 1: Entrada y salida de un modulador QAM.
Cada ráfaga de bits se puede representar con un diagrama de amplitud y fase, llamada constelación; si por ejemplo se tienen 4 amplitudes y 2 fases, se pueden enviar ráfagas de 8 bits, y en el diagrama de la constelación, habrá 8 puntos que representan cada combinación de fase y amplitud.Figura 2: Constelación.
En la figura 2, se aprecia una constelación, que representan las funciones seno en la imagen y coseno en el dominio. Si consideramos la amplitud de la imagen y del dominio, obtendremos un punto en la constelación, como lo muestra en la figura 3.
Figura 3: Representación de un punto en la constelación.
La figura 3, representa un punto en la constelación, y estacorresponde a los bits “0101”, para modular una portadora, se deben tener en cuenta la ubicación del punto, y este se encuentra en (1,2); esto nos dice que para modular, tenemos que multiplicar una señal coseno por 2 y una señal seno por 1, como lo muestra la figura 4.
Figura 4: ejemplo de modulación QAM.
La señal que sale del sistema de modulación QAM, es una onda sinusoidal modulada enfase y amplitud, la figura 5 (a) muestra un ejemplo de constelación 8QAM y la figura 5 (b), una constelación 16QAM.
(a) (b)
Figura 5: Constelaciones 8QAM (a) y 16QAM (b).
RESOLUCIÓN
Para la implementación de la modulación 8QAM, se usó una arquitectura de configuración en paralelo FPGA, que cuenta con un reloj de 50 MHz, ydebido a que es complejo realizar operaciones matemáticas en este tipo de dispositivos, se usó la memoria del dispositivo, que en este caso en una tarjeta de desarrollo Basys 2 de 250 slides.
El dispositivo FPGA trabaja con lógica binaria lo que hace necesario utilizar un convertidor digital a analógico para obtener la señal de salida. Se utiliza un DAC0808 de 8 bits.
8QAM requiere 8funciones sinusoidales diferentes, por lo que se necesitó muestrearlas en el software de simulación MATLAB para así poder configurarlas en la tarjera FPGA; cada función sinusoidal esta muestreada 256 veces por periodo, y la frecuencia de funcionamiento de la tarjeta FPGA es de 50MHz, esto quiere decir que realiza una instrucción cada 20 nano-segundos; teniendo esto en cuenta, el periodo mínimo que...
Facultad de Ciencias Básicas e Ingeniería
Escuela de Ingenierías
Programa de Ingeniería Electrónica
Telecomunicaciones
Docente Ing. Luis Felipe Albarracín
Proyecto final:
Modulación digital 8 QAM
Estudiantes:
Julián Andrés Vega Durán
Carlos José Manosalva Rivera
Resumen- En este documento se presenta el planteamiento y posterior desarrollo delproyecto final del curso Telecomunicaciones I, que aborda la implementación de un modulador 8QAM en una arquitectura paralela como lo es un dispositivo FPGA.
Abstract- in this paper is presented the approach and further development of the final project of the course Telecommunications I, which deals with the implementation of a modulator 8QAM in a parallel architecture as it is an FPGA.INTRODUCCIÓN
Hoy en día, las telecomunicaciones mundialmente han tenido un desarrollo exponencial, debido a la acogida que han tenido internet, los dispositivos móviles, y entre otros en la sociedad, se hace necesario transmitir cada vez más cantidad de datos en cada vez menos tiempo, ya que la necesidad de compartir información entre personas es cada día mayor; para esto, es necesario implementarsistemas de comunicaciones que puedan transmitir cantidades considerables de datos en corto tiempo.
MARCO TEORICO
La modulación digital QAM consiste en modular tanto la amplitud como la fase de una señal sinusoidal, y dependiendo de las combinaciones posibles entre la cantidad de amplitudes y la cantidad de faces disponibles, se pueden transmitir mayor cantidad o menor cantidad de datos.La figura 1 es una representación de la modulación QAM.
Figura 1: Entrada y salida de un modulador QAM.
Cada ráfaga de bits se puede representar con un diagrama de amplitud y fase, llamada constelación; si por ejemplo se tienen 4 amplitudes y 2 fases, se pueden enviar ráfagas de 8 bits, y en el diagrama de la constelación, habrá 8 puntos que representan cada combinación de fase y amplitud.Figura 2: Constelación.
En la figura 2, se aprecia una constelación, que representan las funciones seno en la imagen y coseno en el dominio. Si consideramos la amplitud de la imagen y del dominio, obtendremos un punto en la constelación, como lo muestra en la figura 3.
Figura 3: Representación de un punto en la constelación.
La figura 3, representa un punto en la constelación, y estacorresponde a los bits “0101”, para modular una portadora, se deben tener en cuenta la ubicación del punto, y este se encuentra en (1,2); esto nos dice que para modular, tenemos que multiplicar una señal coseno por 2 y una señal seno por 1, como lo muestra la figura 4.
Figura 4: ejemplo de modulación QAM.
La señal que sale del sistema de modulación QAM, es una onda sinusoidal modulada enfase y amplitud, la figura 5 (a) muestra un ejemplo de constelación 8QAM y la figura 5 (b), una constelación 16QAM.
(a) (b)
Figura 5: Constelaciones 8QAM (a) y 16QAM (b).
RESOLUCIÓN
Para la implementación de la modulación 8QAM, se usó una arquitectura de configuración en paralelo FPGA, que cuenta con un reloj de 50 MHz, ydebido a que es complejo realizar operaciones matemáticas en este tipo de dispositivos, se usó la memoria del dispositivo, que en este caso en una tarjeta de desarrollo Basys 2 de 250 slides.
El dispositivo FPGA trabaja con lógica binaria lo que hace necesario utilizar un convertidor digital a analógico para obtener la señal de salida. Se utiliza un DAC0808 de 8 bits.
8QAM requiere 8funciones sinusoidales diferentes, por lo que se necesitó muestrearlas en el software de simulación MATLAB para así poder configurarlas en la tarjera FPGA; cada función sinusoidal esta muestreada 256 veces por periodo, y la frecuencia de funcionamiento de la tarjeta FPGA es de 50MHz, esto quiere decir que realiza una instrucción cada 20 nano-segundos; teniendo esto en cuenta, el periodo mínimo que...
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