Aquesta asignatura aporta una aproximació molt pràctica al modelatge i simulació de canal així com a la parametrització i simulació de modulacions de banda ampla. Començant amb una descripció dels paràmetres de canal, l'alumne implementa en Matlab un simulador de canal multicamí. Aquest canal és posteriorment sondejat per tal d'extreure els paràmetres amb els que ha sigut creat. Posteriorment, s'introdueixen els conceptes bàsics de modulacions d'espectre eixamplat i multiportadora. Partint del coneixement de canal, l'alumne es forma en ajust de modulacions i simulació conjunta de modulació i canal, també en Matlab.
Professors Titulars
Professors Docents
- Tractament digital del senyal. - Comunicacions digitals.
Els principals objectius de l'assignatura son:
- Desenvolupar capacitats avançades en parametrització i simulació de canal.
- Extreure paràmetres de canal amb tècniques de sondeig.
- Desenvolupar capacitats avançades en modulacions de banda ampla i codificació, i la seva simulació.
- Ser capaç de dissenyar un esquema de modulació i codificació a partir d'un escenari de canal donat.
- Adquirir habilitats de programació suficients per demostrar els objectius anteriors.
1. Modelització de canals de transmissió
1.1.Introducció
1.2.Canal mòbil de ràdio
1.3.Factors de degradació del canal
2. Estimació de canal
3. Equalització òptima en canals gaussians
4. Equalització basada en filtres
5. Casos pràctics
5.1.Comunicacions per satèl·lit
5.2.Comunicacions vehiculars
5.3.Comunicacions submarines
5.4.Comunicacions ionosfèriques
5.5.Comunicacions power line
L'assignatura té un funcionament setmanal amb 1 sessió lectiva de 3 hores a la setmana. Les sis primeres sessions es dediquen a la presentació teòrica dels continguts, mentre que les altres sis es dediquen a implementar pràcticament un cas on s’aprofundeix en els conceptes apresos a la teoria.
Part teòrica
Durant les sis sessions teòriques s’expliquen els fonaments teòrics de la propagació en entorns multicamí i les tècniques de sondeig i equalització utilitzades en aquest tipus de canals. L’explicació es realitza amb l’ajuda de les transparències i la col·lecció de problemes de l’assignatura.
L’explicació d’aquesta teoria es compagina amb la realització d’un exercici d’avaluació continuada consistent en l’estudi i comprensió d’un article científic.
Finalment, tot això es complementa amb uns exercicis amb Matlab per a que els alumnes coneguin les funcions bàsiques que hauran d’utilitzar durant la realització del cas pràctic.
Cas pràctic
Per al cas pràctic, cada grup de tres alumnes rep un article científic diferent. Aquests articles tracten sobre diferents canals multicamí (canal ionosfèric, NVIS, PLC, comunicacions acústiques submarines, ...).
Cada grup d’alumnes treballa independentment dels altres i seguint el seu ritme. A banda de avançar amb les simulacions, els grups aprofiten les sessions de classe per a resoldre el dubtes que els han anat sortit en els seu treball a casa.
La primera part del cas pràctic consisteix en l’anàlisi de l’article corresponent per a extreure’n els paràmetres del seu canal. Amb aquesta informació els alumnes han d’implementar aquest canal amb el Matlab i posteriorment n’han d’extreure els paràmetres.
Un cop han implementat el model de canal, han d’utilitzar-lo per a transmetre-hi informació. L’objectiu final és assolir la màxima velocitat de transmissió possible mantenint una taxa d’error de bits per sota d’un determinat llindar. Normalment els grups comencen avaluant el comportament del canal amb modulacions simples com la BPSK. Amb aquest tipus de modulacions assoleixen uns prestacions baixes. La majoria dels grups són capaços d’avaluar el canal amb modulacions més complexes com la OFDM o el DSSS. Amb això solen assolir unes prestacions força millors. Finalment, els alumnes proposen els codis de canal, interleaving, etc. que creuen més adients per al seu canal.
Per a superar l’assignatura, s’ha de superar de manera separada la part teòrica i part pràctica. En aquest cas, l’avaluació final de l’assignatura és la mitjana aritmètica de l’avaluació de cadascuna de les dues parts.
Es valorarà:
- Capacitat per modelitzar i analitzar canals de transmissió, identificant adequadament els factors de degradació i relacionant-los amb els conceptes teòrics de l'assignatura.
- Domini de les tècniques d'estimació i equalització, valorant la correcta aplicació i interpretació dels mètodes òptims i basats en filtres en escenaris gaussians.
- Rigorositat en el cas pràctic de simulació, avaluant la implementació del model de canal, la coherència de l anàlisi i la capacitat per optimitzar i justificar el goodput obtingut.
- Claredat i qualitat en la comunicació tècnica, incloent-hi la presentació formal del treball, l'argumentació dels resultats i l'ús adequat d'eines de simulació i anàlisi.
Transparències de l'assignatura.
[1] Smith, C., `3G wireless networks´, McGraw Hill, 2002.
[2] Hanzo, L., `OFDM and MC-CDMA for broadband multi-user communications, WLAN & broadcast´, Wiley, 2003.
[3] Bahai et al., `Multi-carrier digital communications. Theory and applications of OFDM´, Springer, 2011.
[4] Wong V. et al. `Key Technologies for 5G Wireless Systems´, Cambridge University Press, 2017.