Comunicaciones Digitales

Proyecto 2

Pulse Code Modulation en Simulink

Instrucciones:

Esta prctica es de carcter individual. La fecha de entrega es el domingo 6 de abril de

2014 antes de las 23:55 h a travs del sistema Moodle. Se deber entregar un reporte

que contenga las siguientes secciones: 1) Introduccin, 2) Antecedentes (explicar

brevemente la teora PCM), 3) Modelo (explicar brevemente el modelo PCM explicado en

la seccin 5 de sta prctica), 4) Resultados (Presentar y explciar las graficas de las

formas de onda de los osciloscopios de cada uno de los modelos utilizados). Para evaluar

el reporte es un requisito indispensable incluir una seccin de conclusiones de la

prctica.

Objetivos:

1. Introducir al estudiante en el manejo de Simulink como herramienta para la

evaluacin de sistemas de comunicaciones digitales.

2. Complementar la teora sobre codificacin PCM estudiada en el curso de

comunicaciones digitales con simulaciones prcticas.

3. Utilizar simulink para generar una forma de onda PCM completa, tanto en el

transmisor como en el receptor.

Metodologa:

A continuacin se presentan las actividades a realizar para alcanzar los objetivos de la

prctica.

0. Pre-laboratorio: Antes de comenzar la prctica, es conveniente que se familiarice con

los bloques que se muestran en la Figura 1.

Figura 1. Bloques de simulink utilizados en esta prctica.

1. Muestreo (Sampling):

Para construir el diagrama de bloques en Simulink es necesario ejecutar Matlab en la

computadora y a continuacin escribir simulink en la ventana de comandos de Matlab.

Se abrir la ventana de libreras de Simulink, desde donde se puede arrastrar y soltar los

elementos seleccionados al rea de trabajo de Simulink. Abrir un nuevo proyecto en

simulink en la pestaa correspondiente. Entonces se podr implementar un modelo de

bloques para muestrear una seal analgica en simulink como se muestra en la siguiente

figura:

Figura 2. Modelo de bloques para muestrear una seal.

Configuracin de parmetros de los bloques: (a) Pulse Generator: Pulse type: Time based Time: Use simulation time Amplitude: 1 Period: 2 Pulse width(%of period): 50, see the effect of varying the pulse width by taking the pulse width to be 10,20,30,40, but take the figure of the output only for the case of 50 and comment about previous cases(10,40) without figures. Phase delay: 0 (b) Signal Generator: Waveform: Sine Amplitude: 1 Frequency: 1 Hz

2. Bloque de cuantificacin

Implementar un modelo de bloques para cuantificar una seal en simulink como se

muestra en la siguiente figura:

Figura 3. Modelo de bloques para cuantificar una seal.

Configuracin de parmetros de los bloques:

a) Signal generator: deber configurar el generador de seales como en el apartado anterior.

b) Scalar Quantizer: Quantization partition (=value of quantization levels): [-0.75 -0.25 0.25 0.75] Quantization codebook: [-0.825 -0.5 0 .5 0.825] I/P signal vector length: 1 Sample time: 0.1

3. Cuantificacin despus del muestreo

Implementar un modelo de bloques para muestrear y luego cuantificar una seal en

simulink como se muestra en la siguiente figura:

Figura 4. Modelo de bloques para muestrear y cuantificar una seal

Los parmetros de los bloques se configuran como en las secciones anteriores.

4. Cuantificacin y codificacin por bloques

Implementar un modelo de bloques para cuantificar y codificar una seal en simulink

como se muestra en la siguiente figura:

Figura 5. Diagrama de bloques para cuantificar y codificar una seal.

Notas tiles: 1) El bloque llamado "Integer to Bit Converter" representa el proceso de codificacin.

2) El bloque llamado "Scalar Quantizer" representa el proceso de cuantificacin. 3) Utilizamos el bloque llamado "Simout" para transformar de simulink al workspace de Matlab, de tal forma que podamos trabajar con los parmetros que queremos. 4) No podemos trabajar con simout en el workspace a menos que sea transformado de estructura a un arreglo, lo cual puede hacerse haciendo doble click en el bloque llamado simout, luego transformar de estructura a arreglo. 5) Podemos encontrar el Root Mean Square Value (RMSV) del error de cuantificacin de la salida del bloque simout. 5. Pulse Code Modulation (Muestreo, Cuantificacin y Codificacin) Construir el modelo mostrado en la Figura

Figura 6. Diagrama de bloques de un transmisor y un receptor PCM

Los parmetros se configuran de la siguiente manera. (a) Pulse Generator: Pulse type: Time based Time: Use simulation time Amplitude: 1 Period: 0.01 Pulse width (%of period): 1 Phase delay: 0 Choose the bottom check box. (b) Signal Generator: Waveform: Sine

Amplitude: 2 Frequency: 5 Hz Choose the bottom check box. (c) Scalar Quantizer: Quantization partition (=value of quantization levels): [-.5 0 .5] Quantization codebook: [-0.75 -0.25 0.25 0.75] I/P signal vector length: 1 Sample time: 0.01 (c) Integer to Bit Converter: Number of bits per integer: 4 (d) Bit to Integer Converter: Number of bits per integer: 4 (e) Quantizer decode: Quantization codebook: [-0.825 -0.5 0 .5 0.825] If the filterd signal (scope 3) is not the same as the original signal change fc till you get the desired signal (try and error method). Hay que tener en mente que la seal es afectada por los siguientes factores: a) Run time. b) Frecuencia de la seal original. c) Frecuencia de corte fc.