Santiago Zazo ETS Ingenieros De Telecomunicación .

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Eficiencia espectralSantiago ZazoETS Ingenieros de TelecomunicaciónUniversidad Politécnica de MadridSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Eficiencia espectral. Contenidos Concepto de eficiencia espectral Incremento de la eficiencia espectral Selección de la forma de ondaCodificación de canalExplotación de múltiples antenasRetransmisionesHFDVL. Un sistema espectralmente eficiente Forma de onda OFDMCodificador LDPCDiversidad de recepción multiantenaOptimización de las retransmisiones compatible con la STA-5066Semana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

¿Qué significa ser espectralmenteeficiente?C. Shannon en 1949 establece los fundamentos de laTeoría de la InformaciónSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Incremento de la eficiencia espectral.Selección de la forma de onda Diseño de una forma de onda en un cierto ancho de bandadisponible: Monoportadora: incrementar el ancho de banda supone disminuir laduración efectiva del símbolo. Ello conlleva incrementar lainterferencia entre símbolos y por tanto complicarextraordinariamente la igualación limitando las prestaciones finales. Multiplexación en frecuencia. Se exige ortogonalidad entre lascomponentes. Planteamiento convencional. Separación entre los espectros: Planteamiento OFDM: Solapamiento de los espectros. Ubicacióncon la separación mínima que garantiza la preservación de laortogonalidad. La igualación es muy sencilla.Semana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Incremento de la eficiencia espectral.Selección de la forma de onda Espectro FDMFrecuencia Espectro OFDMFrecuenciaSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Incremento de la eficiencia espectral.Selección de la codificación de canal Podemos distinguir dos niveles de prestaciones Codificadores convencionales: convolucionales / Bloque.Resultados muy favorables hasta los años 90. Codificadores que se aproximan a la cota de Shannon.Distinguimos los Turbo – Códigos y los LDPC. Prestaciones muysuperiores Prestaciones comparables entre ambos Turbo códigos. Se requiere licencia LDPC: uso libre. Diseño complicado.Semana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Incremento de la eficiencia espectral.Selección de la codificación de canal Prestaciones de los Turbo - CódigosSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Incremento de la eficiencia espectral.Explotación de múltiples antenas (MIMO) s1(t)s2(t)Conformación de haz. Incremento s(t)de SNR por apuntamientoExtracción de diversidad. Reducelas fluctuaciones del canal.sN(t)Multiplexación espacial. LaN antenascapacidad se puede multiplicar porel mínimo del número de antenas enambos extremos. Se paralelizanvarios flujos de información.Semana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014r1(t)Mediodispersivor2(t) Un despliegue con múltiples antenasen transmisión (MISO), en recepción(SIMO) o en ambos extremos puededar lugar a enormes mejoras de lasprestaciones del sistema sin requerirancho de banda adicional: rM(t)M antenasr(t)

Incremento de la eficiencia espectral.Explotación de múltiples antenas (MIMO) Efecto de la diversidadSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Incremento de la eficiencia espectral.Eficiencia en las retransmisiones La garantía de la transmisión de una cierta información exigecooperación entre ambos extremos para asegurar que los bloquesson correctos o deben ser retransmitidos. Se exige que exista unprotocolo eficiente (ARQ).Este protocolo se complica mucho en una comunicación punto –multipunto.En muchos casos, no interesa que los receptores cooperen para nodescubrir su presencia. La solución es la repetición periódica eineficiente de los mensajes. ¿es insoslayable?. No Existen unos códigos (Fountain codes) cuya versión más conocida sonlos ‘Raptor Codes’ que permiten decodificar un mensaje completo apartir de un número mínimo de bloque recibidos independientemente delos que seanSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Sistema HFDVL. Un diseñoespectralmente eficienteP LV SSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014V LTR A

Sistema HFDVL. Un diseñoespectralmente eficiente Transmisión de datos / voz digital interactiva.Canalización 2.7 KHz.Se pueden recibir hasta 4 canales en paralelo (diversidad)Para la transmisión de datos Modulación OFDMCodificación LDPCRecepción multiantena (diversidad)Implementación STA-5066. Diseño optimizado del tamaño detrama junto con la selección del modo de transmisión para explotaral máximo la robustez de la forma de onda. Modo ARQ / No ARQ Aplicaciones: ficheros, chat, SMSs, correo electrónicoSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Sistema HFDVL. Un diseñoespectralmente eficiente Probado exhaustivamente en colaboración con el EA y la ArmadaSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Sistema HFDVL. Un diseño espectralmenteeficiente. Pruebas enlace de datosEscenariosTx: Armada, Almatriche (Gran Canaria)Rx: Armada, Bermeja (Madrid)Rx: Ejército del Aire, Vigía (Madrid)Rx: Ejército del Aire, JMOVA (Zaragoza)MÓDEMHarris RF-5710/RF-5710AHarris RF-5710/RF-5710AHarris RF-5710AHarris RF-5710AHFDVLHFDVLHFDVLFORMA DE ONDA4285-C, entrelazado largo4285-C, entrelazado largo4539, entrelazado medio4539, entrelazado medio4QAM, entrelazado largo, LDPC ½16QAM, entrelazado largo, LDPC ½64QAM, entrelazado largo, LDPC ½Formas de onda evaluadas (Julio 2011)Semana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014VELOCIDAD (bps)1200240032004800180036005400

Sistema HFDVL. Un diseño espectralmenteeficiente. Pruebas enlace de datosSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Sistema HFDVL. Un diseño espectralmenteeficiente. Pruebas enlace de datos (ARQ)77%50%87%Velocidad real67%57%91%66%HFDVL2 Antenas RxSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Sistema HFDVL. Un diseño espectralmenteeficiente. Pruebas enlace de datosDisponibilidadHFDVL2 Antenas RxSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Sistema HFDVL. Un diseñoespectralmente eficiente. Futuro Autorización Estado Mayor de la Armada para realizarpruebas embarcadas de la versión de 2.7 KHz en 2014. Extensión a 24 KHz Sencillo y directo por ser OFDM una modulación inherentementeflexible. Posibilidad de usar 24 KHz no contiguos con ubicación granularinherentemente dinámicaSemana Naval de la Armada23 de septiembre de 2014

Harris RF-5710/RF-5710A 4285-C, entrelazado largo 2400 Harris RF-5710A 4539, entrelazado medio 3200 Harris RF-5710A 4539, entrelazado medio 4800 HFDVL 4QAM, entrelazado largo, LDPC ½ 1800 HFDVL 16QAM, entrelazado largo, LDPC ½ 3600 HFDVL 64QAM, entrelazado largo, LDPC ½ 5400 . Formas de onda evaluadas (Julio 2011) .

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