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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