Trabalho de Comunicações Digitais I

1. [pic 1]

Trabalho de Comunicações Digitais I

Modulação Digital 16-PSK

Felipe

Heitor

Mateus

Vilmondes

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1. Resultados

A finalidade deste trabalho é implementar no Simulink um modulador 16-PSK.

Phase Shift-Keying, ou modulação por deslocamento de fase, é uma técnica de modulação digital multinível, que neste caso, se utiliza de 16 símbolos para representar as sequências de bits a serem transmitidos.

Vamos montar aqui um modulador 16-PSK com base no modelo proposto do livro Modeling of Digital Communication Systems using Simulink, capítulo 4, página 80.

Uma amostra do modelo montado no Simulink pode ser visto na figura 1.

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Este modelo é formado por um gerador randômico que fornecerá os dados a serem transmitidos que passam por um bloco modulador 16-PSK, o meio de transmissão é simulado pelo bloco AWGN (Ruído Gaussiano Branco Aditivo), para a recepção temos o bloco demodulador 16-PSK, constam também no modelo diversos displays para visualização de gráficos.

 A seguir vamos variar no bloco AWGN o parâmetro Eb/No (também conhecido como Relação sinal ruído por bit) e plotar os gráficos correspondentes ao sinal 16-PSK.

[pic 3]

[pic 4]

Como podemos ver na figura 3 a constelação de sinais do PSK tem um deslocamento de fase de um ponto em relação ao outro que seguem um padrão de um círculo, no caso são esperados 16 pontos para o caso do 16-PSK, na figura 3 não aparecem todos pois o sinal a ser transmitido não possui todos os níveis referentes aos pontos da constelação.

[pic 5]

        Podemos ver na figura 4 que com um valor baixo de Eb/No, neste caso 10dB, os pontos da constelação ficam muito ruidosos e esparsos, o que acarreta uma taxa de erro de bit muito grande.

[pic 6]

[pic 7]

Aumentamos gradativamente o valor de Eb/No do bloco AWGN até obtermos uma imagem da constelação recepção semelhante à vista na transmissão, nas figuras 5 e 6 podemos ver respectivamente a constelação na recepção referente aos valores de Eb/No de 30dB e 50dB respectivamente, sendo o valor de 50dB como a melhor imagem.

[pic 8][pic 9]

Nas figuras 7 e 8 usamos o gráfico da taxa de erro de bit (BER) pela relação sinal ruído por bit (Eb/No) com o auxílio da ferramenta BERTOOL do matlab, na figura 7 temos um exemplo teórico da curva esperada para o 16-PSK, já na figura 8 temos a comparação da curva teórica (em azul) com o melhor resultado de nossa simulação com o Eb/No igual a 50dB (pontos verdes).[pic 10]

Vamos agora inserir um filtro do tipo cosseno levantado nesta simulação e verificar os resultados obtidos.

Uma amostra do modelo no simulink pode ser conferido na figura 10.

[pic 11]

Ajustamos o fator de “roll-off” dos blocos do filtro do cosseno levantado para 0.2, vamos estabelecer um valor de relação sinal ruído no bloco AWGN de 25dB.

[pic 12][pic 13]

A figura 11 mostra mais uma vez a constelação 16-PSK na transmissão, livre do ruído do canal simulado pelo bloco AWGN e antes de passar pelo bloco do filtro do cosseno levantado, a figura 12 mostra o sinal na recepção após passar pelo canal e o filtro do cosseno levantado com fator de roll-off de 0.2.