5 de octubre de N o

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1 No escriba en las zonas con recuadro grueso Apellidos Nombre N o 1 2 DNI Grupo P1.- Se pretende diseñar un sistemas de comunicaciones radio con las siguientes requisitos: Frecuencia de operación: 2,4 GHz Ancho de banda máximo de transmisión: 6 MHz Alcance máximo (cobertura): 16 km Margen de enlace: 6 db Régimen binario > 15 Mbps (en toda la zona de cobertura) Probabilidad de error < 10-6 (idem) Se dispone de los siguientes elementos: Transmisor: o Modulador Con capacidad para emplear modulaciones 4-, 16- y 64-QAM o Amplificador RF Potencia máxima de transmisión: 24 dbm o Antena Ganancia: 10 db Receptor: o Antena Ganancia: 20 db Temperatura de Antena: 200 K o Línea de transmisión Cable coaxial con 3 db de pérdidas. o Front-end RF LNA Ganancia: 5 db Figura de ruido: 2 db Amplificador/Conversor FI Ganancia: 30 db Figura de ruido: 10 db o Demodulador Con capacidad para demodular 4-, 16- y 64-QAM Sensibilidad: -84 dbm

2 1. Calcule la temperatura equivalente de ruido del receptor (antena+coaxial+frontend RF) 2. Calcule la potencia de señal (en dbm) a la entrada del demodulador. Es suficiente para activar el demodulador? 3. Calcule la potencia de ruido a la entrada del demodulador. 4. Obtenga la relación señal a ruido a la entrada del demodulador. 5. Determine la modulación con la que se cumplen los requisitos. 64-QAM 4-QAM 16-QAM Figura 2: Pe para QAM (1,5 PUNTOS)

3 %% Constantes k=1.38e-23; % Constante de Boltzmann T0=290; % Temperatura de Referencia %% Transmisor fc=2.4e9; % Frecuencia central [Hz] B=6e6; % Ancho de Banda [Hz] P_TX=0.25; % Potencia transmitida [W] G_TX=10; % Ganancia Antena Transmisor [db] %% Canal d=16000; % Distancia [m] % Perdidas por propagacion en espacio libre [db] L_canal=( *log10(fc/1e6)+20*log10(d/1e3)); % L_canal = db Margin=6; %% Receptor G_RX=20; T_A=200; % Margen de Enlace [db] % Ganancia Antena Receptor [db] % Temperatura de Antena [K] % Cable L_cable=3; g_cable=10.^(-l_cable*0.1); T_cable=(10.^(L_cable*0.1)-1)*T0; % T_cable = K % AtenuaciÛn cable [db] % Temp Eq de Ruido del cable [K] % LNA G1=5; % Ganancia del LNA [db] g1=10.^(g1*0.1); F1=2; % Figura de ruido del LNA [db] T1=(10.^(F1*0.1)-1)*T0; % Temperatura Equivalente de Ruido del LNA [K] % T1 = K % Amplificador G2=30; % Ganancia del Amplificador [db] g2=10.^(g2*0.1); F2=10; % Figura de ruido del Amplif. [db] T2=(10.^(F2*0.1)-1)*T0; % Temperatura Equivalente de Ruido del Ampl [K] % T2 = 2610 K % Temperatura Equivalente del Sistema [K] Tsis=T_A+T_cable+T1/g_cable+T2/(g_cable*g1); % Tsis= 2473,9 K % Potencia recibida a la salida de la antena [dbw] P_RX=10*log10(P_TX)+G_TX-L_canal-Margin+G_RX; % P_RX= dbw = dbm % Potencia recibida a la entrada del demodulador [dbw] P_sal=P_RX-L_cable+G1+G2; % P_sal = dbw = dbm % Sensibilidad demodulador Psens=-84; % Sensibilidad del demodulador [dbm] (P_sal+30 > Psens) % Se activa el demodulador?

4 % Potencia de Ruido a la entrada del demodulador N_sal=10*log10(k*Tsis*B)-L_cable+G1+G2; % N_sal = dbw = dbm %% 4-QAM M=4; Rb=B*log2(M); % 12 Mbps [NO OK] EbN0=P_RX-10*log10(k*Tsis*Rb); Pr_err=berawgn(EbN0,'qam',M); % Pr_err= e-28 [OK] %% 16-QAM M=16; Rb=B*log2(M); % 24 Mbps [OK] EbN0=P_RX-10*log10(k*Tsis*Rb); Pr_err=berawgn(EbN0,'qam',M); % Pr_err = e-07 [OK] %% 64-QAM M=64; Rb=B*log2(M); % 36 Mbps [OK] EbN0=P_RX-10*log10(k*Tsis*Rb); Pr_err=berawgn(EbN0,'qam',M); % Pr_err = [NO OK]

5 P2.- Se desea diseñar un sistema de comunicaciones ópticas con las siguientes características Longitud de onda: 850 nm Régimen binario: 10 Gbps Probabilidad de error de bit: Transmisor: Fibra óptica: fibra de vidrio con radio del núcleo de a=50 µm (50/125, NA=0.2) Atenuación Dispersión total:

6 La longitud máxima de una sección continua de fibra óptica es de 10 Km. Pérdidas en conectores: 1 db. Asuma que entre el emisor y la fibra hay un conector y que entre la fibra y el detector también hay conector. Receptor: Calcule la longitud máxima del enlace (considere un margen de 3 db) (0,5 PUNTOS)

7 Rb=1e10; % 10 Gbps %% Transmisor (Tablas) P_TX=-3; % dbm sigma_lambda = 0.85;% nm %% Fibra Optica % Informacion Tablas alpha=2.5; % db/km DTOT=-90; % ps/(nm km) Válido rango -80 a -100 Lconector=1; % db %% Detector (Tablas) P_sens=-14; % 10 Gbps %% Margen Margin=3; % db l_aten=(p_tx-p_sens-margin-2*lconector)/alpha; % l_aten= 2.4 km. l_disp = 1/(4*abs(DTOT)*sigma_lambda*1e-12*Rb); % l_disp= km l_tot=min(l_aten,l_disp); % l_tot = km

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