LABORATORIO VIRTUAL DE TVAD de RTVV

GABINETE I+D+i

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¿Qué es un Laboratorio Virtual?

Un Laboratorio Virtual:

Es una poderosa herramienta que facilita y reduce el tiempo de la Investigación y el Desarrollo facilitando la Innovación

Es flexible y posibilita la emulación de distintos subsistemas (en muchos casos no reproducibles en un laboratorio real)

Constituye un modelo matemático de sistemas físicos, por lo que llega a ser un complemento de un laboratorio real

Permite la visualización de datos en tiempo real

Permite presentar metodologías de diseño orientadas al modelado de sistemas de comunicación

Herramientade

trabajo

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El objetivo del laboratorio es:

Proporcionar un entorno visual adecuado para modelar sistemas de comunicaciones físicos

Facilitar las acciones interactivas del usuario sobre dicho modelo

El laboratorio permite:

El prototipado rápido y eficaz del modelo creado

La gestión del control dinámico de distintos parámetros fijos y/o variables

Las modificaciones y ajustes específicos al modelo

Estudiar efectos a priori y posteriori

Generar documentación técnica

¿Qué objetivo tiene un Laboratorio Virtual?

Simplificación del testeo, conocimiento del sistema y

control de resultados

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Gestión y VisualizaciónEntorno Interactivo

Generación de la señal

potencia, distribución, calidad

Parámetros virtuales

Ratio de codificación, intervalo de guarda, constelación, muestreo, FEC, IFFT

Simulación del canal RF

ruido impulsivo, ruido gausiano o ruido térmico, ecos (Recepción

multitrayecto), Doppler Shift

¿Qué Parámetros podemos modificar?

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Control e

Integración

¿Qué Parámetros podemos modificar?

Control de Recepción

PLL, Señales Piloto, Eb/No, BER, MER, ACPR, Mascara

Parámetros de Medida

Interferencia intersimbólica, Jitter PCR

0 0.5 1 1.5 260

40

20

05

60

dBcos ( )

Upper ( )

Lower ( )

20

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Versatilidad y

Funcionalidad

¿Herramientas de Desarrollo ?

Herramientas de SoftwareMatlab y Simulink, C y C++, Java, MathCad

Matlab

– Es un lenguaje de programación de muy alto nivel con un elevado grado de interactividad y flexibilidad en la implementación de algoritmos

– no requiere etapa de compilación y las etapas de escritura de código y ejecución pueden ser simultáneas (command driven)

– Integra los requisitos clave de un sistema de cálculo técnico: cálculo numérico, gráficos, herramientas para aplicaciones específicas y capacidad de ejecución en múltiples plataformas

Permite un gran nivel de abstracción

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Simulink

Simulink es una herramienta complementaria de Matlab que sirve para modelar, simular y analizar sistemas dinámicos. Su plataforma está basada en bloques, cada uno de ellos es un módulo interactivo donde los parámetros variables se ajustan e intercambian, algunos de ellos en tiempo real.

Metodología y

Entornos Virtuales

¿Herramientas de Desarrollo ?

MATLAB

SIMULINK

BLOCKSETS

STATEFLOWToolboxes

Real Time

Workshop

Matlab y Simulink, aparte de utilizar “toolboxes” propias, integra también las de otros fabricantes (third party) como Xilinx, Altera, Texas Instruments, Analog Devices etc.

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Simulación sistema TV digital

Con MATLAB y las librerías especializadas “toolboxes” de aplicación se puede desarrollar algoritmos y realizar todas las operaciones comunes de análisis de señales y sistemas sobre datos y componentes individuales.

Capacidad de

control

el detalle puede llagar al mismísimo “bit”

Con MATLAB se puede modelar, analizar y simular sistemas basándose en el flujo de datos, bien en Matlab o en C, bien en punto fijo o en coma flotante (ideal para DSP).

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¿Qué se ha logrado en TVV?

Laboratorio TDT Pruebas de Alta Definición

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Generación de Señal SD y HD

Señalización y Multiplexado Estadístico

Lógica de estado

Bloques

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ComponentesDe desvanecimiento Multi-trayecto

ganancia Multi-trayecto

Respuesta Impulsiva De banda limitada

Simulaciones de Canalesde Transmisión

Multi-trayecto y desvanecimiento Rayleigh y Rician

0 0.1 0.2 0.3 0.4

60

40

20

05

70

20 log p x( )( )

20 log gain F x( )

sb.db

.50

pb sb

x

pb 0.25

sb 0.338

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Cálculo de EVM y MER

Formulación de Modelo y

Codificación en Matlab

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Analizadores Lógicos Integrados

Verificación del Modelo y

Previsión de Resultados

0 20 40 60 80

0

0.05

0.10.133

0.023

Fk

620 k

Figure 3. Finite-Impulse-Response of n-tap implemented filter.

MERdb 20 RMSError_MagnitudeAverage_Symbol_Magnitude

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Laboratorio Virtual de Software de TVV

Procesos independientes

Se pueden generar y emular señales del estándar MPEG.

Modulaciones PSK.Modulaciones QAM.OFDM y COFDMWiFi, WiMAX y 3GSistemas DVB (S-T-C)

Se puede generar código orientado a Hardware (FPGA, DSP etc…)

Adquisición de Datos.Procesamiento de la señal.Filtrado IIR y FIRDistribución de Contenidos.Librerías propias

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CONCLUSIONES

La creación de un laboratorio virtual, con librerías propias y una metodología orientada a las necesidades, nos permiten modelar, simular y testear el sistema completo, siendo un complemento a las pruebas de campo de alta definición.

Las herramientas aplicadas, como Matlab, Simulink, VisSim, Mathcad y otras, nos brindan la oportunidad de poner nuestros conocimientos en práctica y poder de esta forma participar activamente en el progreso de las nuevas tecnologías.

Los entornos visuales para flujos de datos son adecuados para modelar sistemas de telecomunicaciones y por ello el laboratorio virtual es una herramienta indispensable para TVV.

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GraciasCarmen Galicia - cgalicia@rtvv.es

Vicente Beviá - vbevia@rtvv.es