Diseño de Sistemas de Comunicación Inalámbrica con MATLAB y Radio Definida por Software USRP

Día 1 de 2

Comunicación a través de un canal silencioso

Objetivo: Modele un sistema de comunicaciones ideal de una portadora única y familiarícese con los System objects.

• Teorema de muestreo y distorsión
• Usar una simulación de banda base compleja frente a una de banda de paso real
• Crear una secuencia de bits aleatorios
• Descubrir los System objects y sus ventajas
• Modular una secuencia de bits con QPSK
• Aplicar la conformación de impulsos a la señal transmitida
• Usar diagramas de ojos y análisis del espectro
• Modelar un receptor de QPSK para un canal silencioso
• Calcular la tasa de errores de bits

Canales con ruido, codificación de canales y tasas de error

Objetivo: Modele un canal AWGN. Use códigos convolucionales, LDPC y turbo para reducir la tasa de errores de bits. Se utilizan como ejemplos los códigos de corrección de errores de sistemas DVB-S.2 y LTE. Acelere simulaciones con varios núcleos.

• Modelar un canal AWGN
• Usar la codificación y decodificación de canales: códigos convolucionales, LDPC y turbo
• Decodificar con el diagrama de Trellis y el algoritmo de Viterbi
• Usar Parallel Computing Toolbox para acelerar las simulaciones Montecarlo
• Análisis de métodos alternativos de aceleración: GPU, MATLAB Distributed Computing Server™, Cloud Center

Errores de tiempo y frecuencia, y canales de trayectoria múltiple

Objetivo: Modele compensación de frecuencia, errores de fluctuación de tiempo y mitigación mediante técnicas de sincronización de frecuencia y tiempo. Modele desvanecimiento plano, canales de trayectoria múltiple y mitigación mediante ecualizadores.

• Modelar compensaciones de fase y tiempo
• Mitigar la compensación de frecuencia mediante un PLL
• Mitigar la fluctuación de tiempo mediante la sincronización temporal de Gardner
• Modelar canales de desvanecimiento plano
• Usar secuencias de entrenamiento para la estimación de canales
• Modelar canales de desvanecimiento selectivo de frecuencia
• Usar ecualizadores de Viterbi para canales de tiempo invariante y ecualizadores lineales LMS para canales de tiempo variante
• Demostración de una desmodulación en tiempo real de una transmisión de una portadora mediante RTL-SDR

Día 2 de 2

Sistemas de comunicaciones de varias portadoras para canales de trayectoria múltiple

Objetivo: Entienda la motivación de los sistemas de comunicaciones de varias portadoras para canales selectivos de frecuencia. Modele un transceptor OFDM con un prefijo cíclico y creación de ventanas. Se utilizarán los valores de los parámetros de sistema de IEEE 802.11ac y LTE.

• Motivación para las comunicaciones con varias portadoras
• Introducción a la multiplexación por división en frecuencias ortogonales (OFDM)
• Generación de símbolos OFDM mediante la IFFT
• Prevención de interferencias entre bloques mediante un prefijo cíclico
• Reducción de emisiones fuera de banda mediante la creación de ventanas
• Ventajas y desventajas de la OFDM
• Métodos de recuperación de tiempo y frecuencia para la OFDM
• Estimación de canales mediante símbolos piloto
• Ecualización en el dominio de la frecuencia

Uso de varias antenas para obtener ganancias en solidez y capacidad

Objetivo: Comprensión del sistema de comunicaciones alternativo de varias antenas. Modele conformación de haces, diversidad y sistemas de multiplexación espacial. Cree un sistema MIMO-OFDM para comunicaciones de banda ancha. Se analizarán los modos MIMO de IEEE 802.11ac y LTE.

• Ventajas y tipos de sistemas multiantena
• Conformación de haces en transmisión y recepción
• Técnicas de diversidad en recepción
• Diversidad en transmisión mediante códigos de bloque de espacio-tiempo ortogonales
• Modelo de canal de banda estrecha de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO)
• Estimación del canal MIMO
• Multiplexación espacial con ecualización ZF y MMSE
• Comunicaciones de banda ancha mediante un sistema MIMO-OFDM

Creación de un sistema de radio-in-the-loop

Objetivo: Comprensión del flujo de trabajo de desarrollo de radio-in-the-loop. Use RTL-SDR y USRP como plataformas de desarrollo de radio-in-the-loop.

• Visión general del flujo de trabajo de radio-in-the-loop
• Soporte de hardware de comunicaciones de MathWorks (radio basada en RTL-SDR, ADALM-PLUTO, USRP, Zynq^®)
• Comparación alternativa de hardware (tabla de pros/contras)
• Diferentes modos de transmisión y recepción de RIL (ráfaga única, en bucle, transmitida)
• Crear un sistema de comunicaciones de varias portadoras y una antena de extremo a extremo mediante un USRP
• Demostración de un sistema inalámbrico OFDM-MIMO 2x2 mediante USRP