Programa del Curso

• Resultados de este curso Una vez finalizado este curso, el estudiante debe ser capaz de abordar muchos de los problemas de investigación actualmente abiertos en el campo de la ingeniería de comunicaciones, ya que debe haber adquirido al menos las siguientes habilidades:

• Mapear y manipular expresiones matemáticas complicadas que aparecen con frecuencia en la literatura de ingeniería de comunicaciones. • Capacidad para utilizar las capacidades de programación ofrecidas por MATLAB con el fin de reproducir los resultados de simulación de otros trabajos o al menos aproximarse a estos resultados.

• Crear los modelos de simulación de ideas autopropuestas.

• Emplear las habilidades de simulación adquiridas de manera eficiente junto con las poderosas capacidades MATLAB para diseñar códigos optimizados MATLAB en términos de tiempo de ejecución de código mientras se economiza el espacio de memoria.

• Identificar los parámetros clave de simulación de un determinado sistema de comunicación, extraerlos del modelo del sistema y estudiar el impacto de estos parámetros en el rendimiento del sistema considerado.

• Estructura del curso

El material proporcionado en este curso está extremadamente correlacionado. No se recomienda que un estudiante asista a un nivel a menos que asista y comprenda profundamente su nivel anterior para garantizar la continuidad de los conocimientos adquiridos. El curso está estructurado en tres niveles, desde una introducción a la programación MATLAB hasta el nivel de simulación completa de sistemas, de la siguiente manera.

Nivel 1: Comunicaciones Matemáticas con MATLAB Sesiones 01-06

Después de completar esta parte, el estudiante será capaz de evaluar expresiones matemáticas complicadas y construir fácilmente los gráficos adecuados para diferentes representaciones de datos, como gráficos en el dominio del tiempo y la frecuencia; BER traza los diagramas de radiación de la antena, etc.

Conceptos fundamentales

1. El concepto de simulación 2. La importancia de la simulación en la ingeniería de comunicaciones 3. MATLAB como entorno de simulación 4. Acerca de la representación matricial y vectorial de señales escalares en las matemáticas de las comunicaciones 5. Matrix y representaciones vectoriales de señales complejas de banda base en MATLAB

MATLAB Escritorio

6. Barra de herramientas 7. Ventana de comandos 8. Espacio de trabajo 9. Historial de comandos

Declaración de variables, vectores y matrices

10. MATLAB Constantes predefinidas 11. Variables definidas por el usuario 12. Matrices, vectores y matrices 13. Entrada manual de la matriz 14. Definición de intervalo 15. Espacio lineal 16. Espacio logarítmico 17. Reglas de nomenclatura de variables

Matrices especiales

18. La matriz de las unidades 19. La matriz de ceros 20. La matriz identitaria

Element-wise y matrix-wise manipulation

21. Acceso a elementos específicos 22. Elementos modificadores 23. Eliminación selectiva de elementos (Matrix truncamiento) 24. Adición de elementos, vectores o matrices (Matrix concatenación) 25. Encontrar el índice de un elemento dentro de un vector o una matriz 26. Matrix Remodelación 27. Matrix truncamiento 28. Matrix Concatenación 29. Volteo de izquierda a derecha y de derecha a izquierda

Operadores de matriz unaria

30. El operador Sum 31. El operador de expectativas 32. Operador mínimo 33. Operador máximo 34. El operador de rastreo 35. Matrix Determinante |.| 36. Matrix inverso 37. Matrix transponer 38. Matrix Hermitiano 39. ...etc

Operaciones de matriz binaria

40. Operaciones aritméticas 41. Operaciones relacionales 42. Operaciones lógicas

Números complejos en MATLAB

43. Representación compleja de banda base de señales de banda de paso y conversión ascendente de RF, una revisión matemática 44. Formación de variables complejas, vectores y matrices 45. Exponenciales complejas 46. El operador de la pieza real 47. El operador de la parte imaginaria 48. El operador conjugado (.) * 49. El operador absoluto |.| 50. El argumento u operador de fase

MATLAB Funciones integradas

51. Vectores de vectores y matriz de matriz 52. La función de raíz cuadrada 53. La función de signo 54. La función "redondear a entero" 55. La "función entera inferior más cercana" 56. La "función entera superior más cercana" 57. La función factorial 58. Funciones logarítmicas (exp, ln, log10, log2) 59. Funciones trigonométricas 60. Funciones hiperbólicas 61. La función Q(.) 62. La función erfc(.) 63. Funciones de Bessel Jo (.) 64. La función Gamma 65. Diff, comandos mod

Polinomios en MATLAB

66. Polinomios en MATLAB 67. Funciones racionales 68. Derivadas polinómicas 69. Integración polinómica 70. Multiplicación polinómica

Gráficos a escala lineal

71. Representaciones visuales de señales continuas de amplitud continua en el tiempo 72. Representaciones visuales de las señales aproximadas de las cajas de escalera 73. Representaciones visuales de tiempo discreto – señales de amplitud discreta

Gráficos a escala logarítmica 74. Gráficos de dB-década (BER) 75. Gráficos de década-dB (diagramas de Bode, respuesta de frecuencia, espectro de señal) 76. Tramas de década-década 77. Gráficos lineales en dB

Gráficos polares 2D 78. (diagramas de radiación de antenas planas)

Gráficos 3D

79.3D diagramas de radiación 80. Diagramas paramétricos cartesianos

Sección optativa (impartida a petición de los alumnos)

81. Diferenciación simbólica y diferenciación numérica en MATLAB 82. Integración simbólica y numérica en MATLAB 83. MATLAB Ayuda y documentación

MATLAB Archivos

84. MATLAB Archivos de script 85. MATLAB Archivos de función 86. MATLAB Archivos de datos 87. Variables locales y globales

Bucles, control de flujo de condiciones y toma de decisiones en MATLAB

88. El bucle final for 89. El bucle de fin while 90. La condición final del if 91. Las condiciones finales de if else 92. La declaración final del caso del interruptor 93. Iteraciones, errores convergentes, operadores de suma multidimensionales

Comandos de visualización de entrada y salida

94. El comando input(' ') 95. Comando disp 96. Comando fprintf 97. Cuadro de mensaje msgbox

Nivel 2: Señales y Operaciones de Sistemas (24 hrs) Sesiones 07-14

Los principales objetivos de esta parte son los siguientes

• Generar señales de prueba aleatorias que son necesarias para probar el rendimiento de diferentes sistemas de comunicación

• Integrar muchas operaciones elementales de señales que pueden integrarse para implementar una sola función de procesamiento de comunicaciones, tales como codificadores, aleatorizadores, entrelazadores, generadores de códigos de ensanchamiento, etc., en el transmisor, así como sus contrapartes en el terminal receptor.

• Interconectar estos bloques correctamente para lograr una función de comunicaciones

• Simulación de modelos determinísticos, estadísticos y semialeatorios de canales de banda estrecha en interiores y exteriores

Generación de señales de prueba de comunicaciones

98. Generación de una secuencia binaria aleatoria 99. Generación de secuencias enteras aleatorias 100. Importación y lectura de archivos de texto 101. Lectura y reproducción de archivos de audio 102. Importación y exportación de imágenes 103. Imagen como matriz 3D 104. Transformación de RGB a escala de grises 105. Flujo de bits en serie de una imagen 2D en escala de grises 106. Subencuadre de las señales de imagen y reconstrucción

Acondicionamiento y manipulación de señales

107. Escalado de amplitud (ganancia, atenuación, normalización de amplitud, etc.) 108. Cambio de nivel de CC 109. Escala de tiempo (compresión de tiempo, rarefacción) 110. Cambio de tiempo (retardo de tiempo, avance de tiempo, desplazamiento de tiempo circular izquierdo y derecho) 111. Medición de la energía de la señal 112. Normalización de la energía y la potencia 113. Escalado de energía y potencia 114. Conversión de serie a paralelo y de paralelo a serie 115. Multiplexación y demultiplexación

Digitalización de señales analógicas

116. Muestreo en el dominio del tiempo de señales continuas de banda base en el tiempo en MATLAB 117. Cuantificación de amplitud de señales analógicas 118. Codificación PCM de señales analógicas cuantificadas 119. Conversión de decimal a binario y de binario a decimal 120. Conformación de pulsos 121. Cálculo de la anchura de impulso adecuada 122. Selección del número de muestras por impulso

123. Convolución usando los comandos conv y filter 124. La autocorrelación y la correlación cruzada de las señales limitadas en el tiempo 125. Las operaciones de la transformada rápida de Fourier (FFT) y la IFFT 126. Visualización de un espectro de señal de banda base 127. Efecto de la frecuencia de muestreo y la ventana de frecuencia adecuada 128. Relación entre la convolución, la correlación y las operaciones FFT 129. Filtrado en el dominio de la frecuencia, filtrado de paso bajo solamente

Funciones auxiliares Communications

130. Aleatorizadores y desaleatorizadores 131. Punzantes y despunzadores 132. Codificadores y decodificadores 133. Entrelazadores y desentrelazadores

Modulador y demodulador

134. Esquemas de modulación de banda de base digital en MATLAB 135. Representación visual de señales moduladas digitalmente

Modelado y simulación de canales

136. Mathematical modelado del efecto del canal en la señal transmitida

• Adición: canales de ruido gaussiano blanco aditivo (AWGN) • Multiplicación en el dominio del tiempo: canales de desvanecimiento lento, desplazamiento Doppler en canales vehiculares • Multiplicación en el dominio de la frecuencia: canales de desvanecimiento selectivo en frecuencia • Convolución en el dominio del tiempo: respuesta al impulso del canal

Ejemplos de modelos de canal deterministas

137. Pérdidas de trayecto en el espacio libre y pérdidas de trayecto dependientes del entorno 138. Canales de bloqueo periódico

Caracterización estadística de los canales de desvanecimiento por trayectos múltiples estacionarios y cuasiestacionarios comunes

139. Generación de un RV distribuido uniformemente 140. Generación de un RV distribuido gaussiano de valor real 141. Generación de un RV distribuido gaussiano complejo 142. Generación de un RV distribuido por Rayleigh 143. Generación de un RV distribuido de Ricean 144. Generación de un RV de distribución logarítmica normal 145. Generación de un RV distribuido arbitrario 146. Aproximación de una función de densidad de probabilidad desconocida (PDF) de un RV mediante un histograma 147. Cálculo numérico de la función de distribución acumulativa (CDF) de un RV 148. Canales de ruido blanco gaussiano aditivo real y complejo (AWGN)

Caracterización del canal por su perfil de retardo de potencia

149. Caracterización del canal por su perfil de retardo de potencia 150. Normalización del poder del PDP 151. Extracción de la respuesta al impulso del canal del PDP 152. Muestreo de la respuesta al impulso del canal mediante una frecuencia de muestreo arbitraria, muestreo no coincidente y cuantificación de retardo 153. El problema del muestreo no coincidente de la respuesta al impulso del canal de los canales de banda estrecha 154. Muestreo de un PDP mediante una frecuencia de muestreo arbitraria y una compensación de retardo fraccionario 155. Implementación de varios modelos de canales interiores y exteriores estandarizados por el IEEE 156. (COSTO – SUI - Modelos de Canal de Banda Ultra Ancha...etc.)

Nivel 3: Simulación a nivel de enlace de sistemas prácticos de comunicaciones (30 horas) Sesiones 15-24

Esta parte del curso se ocupa del tema más importante para los estudiantes de investigación, es decir, cómo reproducir los resultados de simulación de otros artículos publicados mediante simulación.

Característica de la tasa de bits erróneos de los esquemas de modulación digital en banda de base

1. Comparación de la calidad de funcionamiento de diferentes esquemas de modulación digital de banda de base en canales AWGN (estudio comparativo exhaustivo mediante simulación para verificar las expresiones teóricas); diagramas de dispersión, tasa de error de bits

2. Comparación de la calidad de funcionamiento de diferentes esquemas de modulación digital de banda de base en diferentes canales de desvanecimiento estacionarios y cuasiestacionarios; diagramas de dispersión, tasa de error de bits (estudio comparativo exhaustivo mediante simulación para verificar expresiones teóricas)

3. Incidencia de los canales de desplazamiento Doppler en la calidad de funcionamiento de los esquemas de modulación digital en banda de base; diagramas de dispersión, tasa de error de bits

Helicóptero a satélite Communications

4. Documento (1): Sistema de voz y datos en tiempo real de bajo costo para el servicio móvil aeronáutico por satélite (AMSS) – Planteamiento y análisis del problema 5. Documento (2): Combinación de diversidad de tiempo de predetección con AFC preciso para satélites de helicópteros Communication: la primera solución propuesta 6. Documento (3): Un esquema de modulación adaptativa para helicópteros-satélites Communication: un enfoque de mejora del rendimiento

Simulación de sistemas de espectro ensanchado

1. Arquitectura típica de los sistemas basados en espectro ensanchado 2. Sistemas basados en espectro ensanchado de secuencia directa 3. Generadores de secuencias binarias pseudoaleatorias (PBRS) • Generación de secuencias de longitud máxima • Generación de códigos oro • Generación de códigos Walsh

4. Sistemas basados en espectro ensanchado por salto de tiempo 5. Tasa de bits erróneos Calidad de funcionamiento de los sistemas basados en espectro ensanchado en canales AWGN • Impacto de la velocidad de codificación r en la calidad de funcionamiento de la BER • Impacto de la longitud del código en la calidad de funcionamiento de la BER

6. Tasa de error de bits Calidad de funcionamiento de los sistemas basados en espectro ensanchado en canales de desvanecimiento lento de Rayleigh por trayectos múltiples con desplazamiento Doppler cero 7. Análisis de la calidad de funcionamiento de la tasa de bits erróneos de los sistemas basados en el espectro ensanchado en entornos de desvanecimiento de alta movilidad 8. Análisis de la calidad de funcionamiento de la tasa de bits erróneos de los sistemas basados en el espectro ensanchado en presencia de interferencia multiusuario 9. Transmisión de imágenes RGB a través de sistemas de espectro ensanchado 10. Sistemas ópticos CDMA (OCDMA) • Códigos ortogonales ópticos (OOC) • Límites de rendimiento de los sistemas OCDMA; Calidad de funcionamiento de la tasa de error de bits de los sistemas OCDMA síncronos y asíncronos

Sistemas SS de banda ultra ancha

Sistemas basados en OFDM

11. Implementación de sistemas OFDM utilizando la Transformada Rápida de Fourier 12. Arquitectura típica de los sistemas basados en OFDM 13. Calidad de funcionamiento de la tasa de bits erróneos de los sistemas OFDM en canales AWGN • Impacto de la velocidad de codificación r en la calidad de funcionamiento de la BER • Impacto del prefijo cíclico en la calidad de funcionamiento de la BER • Impacto del tamaño de la FFT y la separación entre subportadoras en la calidad de funcionamiento de la BER

14. Calidad de funcionamiento de la tasa de bits erróneos de los sistemas OFDM en canales de desvanecimiento de Rayleigh lentos por trayectos múltiples con desplazamiento Doppler cero 15. Calidad de funcionamiento de la tasa de bits erróneos de los sistemas MDFO en canales de desvanecimiento lentos de Rayleigh de trayectos múltiples con CFO 16. Estimación de canales en sistemas OFDM 17. Ecualización en el dominio de la frecuencia en sistemas OFDM • Ecualizador de forzado cero • Ecualizadores MMSE 18. Otras métricas comunes de calidad de funcionamiento en los sistemas basados en MDFO (relación de potencia de cresta a media, relación portadora/interferencia, etc.) 19. Análisis de la calidad de funcionamiento de los sistemas basados en MDFO en entornos de desvanecimiento de alta movilidad (como proyecto de simulación que consta de tres ponencias) 20. Documento (1): Reducción de la interferencia entre portadoras 21. Documento (2): Sistemas MIMO-OFDM

Optimización de un MATLAB proyecto de simulación

El objetivo de esta parte es aprender a construir y optimizar un proyecto de simulación MATLAB con el fin de simplificar y organizar el proceso general de simulación. Además, el espacio de memoria y la velocidad de procesamiento también se tienen en cuenta para evitar problemas de desbordamiento de memoria en sistemas de almacenamiento limitados o tiempos de ejecución prolongados derivados de un procesamiento lento.

1. Estructura típica de un proyecto de simulación a pequeña escala 2. Extracción de parámetros de simulación y mapeo teórico a simulación 3. Construcción de un proyecto de simulación 4. Técnica de simulación de Monte Carlo 5. Un procedimiento típico para probar un proyecto de simulación 6. Espacio de memoria Management y técnicas de reducción del tiempo de simulación • Simulación de banda base frente a banda de paso • Cálculo del ancho de pulso adecuado para formas de pulso arbitrarias truncadas • Cálculo del número adecuado de muestras por símbolo • Cálculo del número necesario y suficiente de bits para probar un sistema

Programación GUI

Tener un código de MATLAB libre de depuraciones y que funcione correctamente para producir resultados correctos es un gran logro. Sin embargo, un conjunto de parámetros clave en un proyecto de simulación controla el Por esta razón y más, se da una conferencia adicional sobre "Interfaz gráfica de usuario (GUI) Programming" con el fin de poner el control sobre varias partes de su proyecto de simulación al alcance de su mano en lugar de sumergirse en largos códigos fuente llenos de comandos. Además, tener el código de MATLAB enmascarado con una interfaz gráfica de usuario ayuda a presentar el trabajo de una manera que facilita la combinación de resultados múltiples en una ventana maestra y facilita la comparación de datos.

1. ¿Qué es una interfaz gráfica de usuario MATLAB? 2. Estructura del archivo de función GUI MATLAB 3. Componentes principales de la interfaz gráfica de usuario (propiedades y valores importantes) 4. Variables locales y globales

Nota: Los temas cubiertos en cada nivel de este curso incluyen, pero no se limitan a, los indicados en cada nivel. Además, los temas de cada clase en particular están sujetos a cambios dependiendo de las necesidades de los alumnos y sus intereses de investigación.

Requerimientos

Con el fin de adquirir la gran cantidad de conocimientos incorporados en este curso, los alumnos deben tener conocimientos generales sobre lenguajes y técnicas de programación comunes. Se recomienda encarecidamente un conocimiento profundo de los cursos de pregrado en ingeniería de comunicaciones.

  35 horas
 

Número de participantes


Comienza

Termina


Dates are subject to availability and take place between 09:30 and 16:30.
Los cursos de formación abiertos requieren más de 5 participantes.

Testimonios (1)

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