Evaluación del rendimiento de la modulación Bin=
ary Offset Carrier (BOC) versus la señal Civil GPS/L1
Performance evaluation of the Binary Of=
fset (BOC) Carrier modulation versus GPS/L1 Civil Signal
Andrea Magali=
Llerena Pintag., Mónica Andrea Zabala Haro., Mayra Alejandra Pacheco Cunduri., Byron Andres Casignia Vasconez.. & Mayra Alejandra Oñate Andino.
Abstract DOI: https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i3.626 <=
/span>
This article is a comparison of evaluation=
of the performance of GPS L1 satellite signals modulation techniques, Bina=
ry Offset Carrier (BOC) vs. Binary Phase Shift Keying (BPSK). The state of =
the art of the GPS positioning system since its launch to the present day. =
The development of the simulation is carried out using the mathematical sof=
tware Matlab and parameters were analyzed for the generatio=
n and conditioning of the signal of GPS L1 civil satellite, to be encoded u=
sing the Convolutional encoder (2, 1, 3) and modulated with BOC before be sent to t=
he transmission channel. Two fading channels type Rayleigh and Rician were =
analyzed in the transmission stage. Stage results are detailed charts and t=
ables of data obtained by simulation to evaluate the performance of the channel=
as a function of BER and SNR parameters.
=
Ke=
ywords: Global Positioning System, GPS, Modulation, GNSS Signals, Fading
Channels.<=
/span>
Resumen
En este artículo se realiza una comparación de evaluación del rendimiento de las técnicas de modulació=
n de señales satelitales de GPS L1, Binary Offset Carrier (BOC) vs. =
Binary Phase Shift Keying (BPSK)=
. Se realiza un análisis del estado del arte del sistema de posicionamiento=
GPS desde su lanzamiento hasta la actualidad. El desarrollo de la simulación se realiza utilizando el softwa=
re matemático Matlab y se analizaron parámetros para la generación y acondi=
cionamiento de la señal satelital civil de GPS L1, para ser codificada medi=
ante el codificador convolucional (2, 1, 3) y modulada con BOC antes de ser=
enviada al canal de transmisión. En la etapa de trasmisión se analizaron d=
os canales de desvanecimiento tipo Rayleigh y Rician. En su etapa de resultados se detallan los grá=
ficos y tablas de los datos obtenidos por la simulación para evaluar el ren=
dimiento del canal en función de los parámetros BER y SNR.
=
Palab=
ras
Claves: Sistema de
Posicionamiento Global, GPS,
Modulación, Señales GNSS Canales De Desvanecimiento.
&n=
bsp;
Introdu=
cción
El sistema de =
posicionamiento
global (GPS) que durante más de 2 décadas desde =
su
aparición, es el sistema más utilizado y conocido tanto para uso civil y co=
mo
militar. En la actualidad son innumerables la cantidad de aplicaciones que =
se
han desarrollado, con el paso de los años; países potencias mundiales como
Rusia, Europa y China, han ido desarrollando nuevos sistemas de posicionami=
ento
los mismos que han tenido inconvenientes por no estar en completa operativi=
dad,
ésta es la razón por la que la mayoría de personas siguen usando y están mu=
y familiarizadas
con el término GPS y no con los demás sistemas GNSS como son Glonass, Galileo, BeiDou.
(Valadez D., 2015).
GPS ofrece los servicios Standard Positioning Service (SPS)=
y
Precise Positioning Servic=
e
(PPS). El primero se encuentra a disposición de la sociedad civil, en la
frecuencia L1 =3D 1575.42 MHz y el segundo de uso restringido solamente de =
uso
militar opera la frecuencia L2 =3D 1227.60 MHz, ambos servicios utilizan mo=
dulación
Binary Phase Shift =
Key (BPSK),
(Hofmann-Wellenhof, Lichte=
negger,
& Wasle, 2008, pág. 315). Para proporcionar
interoperabilidad de GPS y los nuevos sistemas de navegación se han propues=
to nuevos
modelos de modulación entre los cuales se encuentra la modulación Binary Offset Carrier (BOC).
&n=
bsp;
Desarro=
llo
Modulac=
ión
BPSK
BPSK
se define por una portadora de Radio Frecuencia que se transmite desplazada=
180°,
dependiendo si el bit que se transmite corresponde a un 1 lógico o un 0 lóg=
ico (Reyes,
2012).
La fórm=
ula 1
corresponde a la señal BPSK utilizada para GPS (Serna, 2015).
donde:
· =
:
Satélite GPS
· =
: Amplitud del código C/A
· =
:
1 indica la fase del código C/A<=
o:p>
· =
:
1 indica la fase de la señal de
datos
· =
: Frecuencia L1=3D1575.42 MHz
·
: Fase inicial=
Técnica DSSS
El Espectro Ensanchado por Secuencia Directa o DSSS por sus siglas en
inglés, es una técnica de Spread Spectrum aplic=
able a
cualquier esquema de modulación digital como la BPSK. Se denomina espectro
ensanchado, debido a que se aumenta el ancho de banda que ocupa la señal lu=
ego
de ser modulada por la elevada velocidad de la onda PRN, a esto se lo conoce
como chipping. El ancho de banda de la señal de
espectro ensanchado es proporcional a la razón de chip=
ping.
Existen sistemas de navegación como el sistema GPS que utilizan esta
técnica, debido a sus beneficios ante la presencia de interferencias y efec=
tos
de multicamino, la inversión constante del código PRN que permite una mejor precisión en el rece=
ptor,
además del uso de varias y diversas secuencias PRN permite la transmisión
simultánea de diversos satélites en la misma frecuencia.<=
/span>
Los
sistemas que usan la técnica DSSS cumplen características como: El AB (anch=
o de
banda) de la señal m(t) que corresponde al mensaje de navegación es menor q=
ue
el AB de la señal s(t) que corresponde a la señal enviada. La fórmula 2
corresponde a la señal DSSS con corrimiento de fase binaria BPSK. (Armijo,
2017).
(2)
Dónde:
·
=
: Envolvente Compleja<=
/p>
·
=
: Señal
Ensanchadora
El ancho de banda de la señal s(t)
se forma por una señal ensanchadora c(t)
y esta señal debe ser conocida por el receptor para la recuperación de los =
bits
transmitidos. La señal ensanchadora c(t)
o también llamada PRN o código PRN es similar a la forma de onda de la seña=
l de
datos, lo que las diferencia es la razón de símbolo mucho mayor, su forma de
onda es periódica y finita.
Figura.
1. Señal modulada
DSSS
Modulación BOC
La
modulación BOC surge por la necesidad de añadir una nueva señal DSSS (Reyes,
2012) dentro de las bandas de frecuenci=
as
que están en funcionamiento, además de mejorar las propiedades tradicionale=
s de
las señales GNSS como resistencia al multitrayecto,
interferencias de todo tipo de ruido y básicamente para una mejor compartic=
ión
espectral del ancho de banda con las señales existentes o futuras; es decir
describe una clase de modulación de espectro ensanchado introducidas
recientemente para la nueva generación de sistemas satelitales. La nueva
generación de satélites GPS incluirá este tipo de modulación.
La
modulación BOC, se define, como el producto en el dominio del tiempo de una
señal portadora sinusoidal, subportadora, código de expansión PRN y la seña=
l de
datos. Tanto la frecuencia de subportadora fs como la tasa del código =
PRN
son dos parámetros de diseño independientes en la modulación. Estos dos
componentes son los que proporcionan independencia para concentrar la poten=
cia
de la señal dentro de cualquier lugar de la banda asignada y reducir la
interferencia con otras señales.
Los veh=
ículos
espaciales tienen un reloj atómico con una frecuencia nominal referencial de
1.023 MHz, de este se generan las componentes de la señal de navegación. Pa=
ra
la señal BOC sus componentes se eligen como múltiplos de fo.
Dónde: =
·
m:
Define la frecuencia de subportadora
·
n:
Define la tasa de código PRN
La razón r es el número =
de
períodos de la subportadora durante un código de chip. Se denomina modulaci=
ón
BOC (m, n), donde m y n siempre serán números enteros
naturales. Como la modulación BOC es una modulación de onda subportadora
cuadrada; donde una señal s(t) =
se
multiplica por una subportadora rectangular de frecuencia fsc, que divide el espectro=
de la
señal en dos partes, por lo tanto las fórmulas 5=
y 6
corresponden a la señal BOC. (Usha, Surya-Prabha, &=
Dr.V.B.S.Srilatha-Indira, =
2012).
Características de la señal BOC
Una
de las características que proporciona la presencia de la subportadora es la
función de autocorrelación (ACF) de múltiples picos que divide la densidad
espectral de potencia (PSD) en dos lóbulos simétricos separados de la
frecuencia central de la señal (Betz, 1999). La ACF y PSD de BPSK y BOC (1,=
1)
se muestran en la figura 3, en el caso de BOC (1,1) la pendiente es más
pronunciada en comparación con el ACF de BPSK, lo que proporciona una mayor
capacidad de recuperación de datos frente a efectos de multicamino.
Sin embargo, el ACF de las señales BOC tiene múltiples picos; uno primario y
varios secundarios que pueden conducir a un seguimiento ambiguo. El número =
de
picos secundarios Nsp
en la señal modulada BOC se obtiene con la fórmula 7.
La figu=
ra 2,
muestra el espectro de potencia simétrico con dos lóbulos principales
desplazados de la frecuencia principal permite procesar señales BPSK y BOC
simultáneamente con mínimas interferencias.
Figura 2. Función de ACF y PSD para las señ=
ales
BPSK y BOC [7]
Espectro de la Señal Civil=
GPS
L1 y Galileo E1
Los
sistemas GPS y GALILEO emiten señal L1 y E1 respectivamente en frecuencias =
que
se sobreponen para que ambos sistemas sean compatibles e interoperables. El=
uso
combinado de ambos sistemas permite mejorar la precisión, integridad de la
señal, disponibilidad y fiabilidad. La interoperabilidad se consigue median=
te
un solape parcial de frecuencias y/o diferentes secuencias de código. (Juli=
en,
Future GNSS Signals, 2014)
Figura
3. Señales
Civiles de GPS y GALILEO – L1/E1
Metodol=
ogía=
La
metodología a seguir se plasma en el diagrama de bloques tomado de (Armijo,
2017) y presentado en la Figura 4.
Figura =
4. Diagrama
de Bloques Generación, Tx y Rx
de Señal GPS
Las eta=
pas
del diagrama de bloques, desde la generación de la señal portador, generaci=
ón
del mensaje de navegación, formación del código Coarse=
Adquisition (C/A), la técnica de ensanchamiento=
de la
señal y la codificación se detalla ampliamente en (Armijo, 2017).
Para el
proceso de demodulación a la señal recibida a la salida del canal de
transmisión se multiplica por una réplica de la señal portadora cosenoidal.=
Las
etapas de decodificación y desenchanchamiento, =
así
como el proceso de recuperación del mensaje de navegación (NAV) se detalla
ampliamente en (Armijo, 2017). Para realizar la comparación entre las
modulaciones BPSK y BOC, se toman los valores de relación señal a ruido SNR
para evaluar el canal de transmisión considerados en (Armijo, 2017). Los va=
lores
SNR corresponden a 0dB, 2dB, 4dB, 10dB, 40dB.
Tabla 1=
Generación
de Señal GPS L1,
Técnica de DSSS, canal y codificación
|
Concepto<=
/o:p>
|
Valor
|
|
Número de Satélites GPS:
|
1
|
|
Frecuencia Fundamental:
|
L1=3D 1575.42Mhz
|
|
Mensaje de Navegación NAV
|
50 Hz
|
|
Frecuencia del código C/A:
|
1.023Mhz
|
|
Código Pseudorandómico - PR=
N
|
1.023 chips
|
|
Bits del Mensaje de Navegación
|
1500 bits
|
|
Codificación Convolucional (2,1,3)
|
k=3D1, n=3D2, m=3D3. Razón =3D ½
|
|
Velocidad del Receptor
|
0 =
m/s,
20m/s, 60m/s, y 100m/s
|
|
Relación Señal a Ruido
|
0 dB, 2 dB, 4 dB, 10 dB y 40dB
|
=
Fuente: Andrea Llerena, 2019<=
/span>
Espectro de la señal GPS L1
El análisi=
s del
espectro del mensaje de navegación en dB, al que se le ha aplicado la
modulación BPSK se puede observar en la Figura 5, mientras que en la Figura=
6
se observa el mensaje de navegación aplicado la modulación BOC. El mensaje =
de
navegación ensanchado, se logra con la suma en módulo 2 del código pseudorandómico C/A con los bits de información del
mensaje.
Figura
5. Espectro del Mensaje de Navegación con Modulación
BPSK
Figura
6. Espectro de Mensaje de Navegación aplicando
Modulación BOC
Como se observa, el ancho de banda ocupa=
do por
el espectro al que se le aplicó la modulación BPSK es de 2 Mhz
en su único lóbulo principal, mientras que el ancho de banda ocupado por el
espectro aplicado modulación BOC ocupa los mismos 2Mhz en sus dos lóbulos
principales simétricos debido a la onda subportadora cuadrada característic=
o de
la modulación BOC.
Canal de transmisión
Evaluación de la Modulación BPSK y BOC en canal de Rayleig=
h
En las Tabla 2 y<=
span
style=3D'mso-spacerun:yes'> 3, se muestran los errores produ=
cidos
dentro del canal con desvanecimiento tipo Rayleigh con y sin codificación
Convolucional (2, 1, 3), considerando las modulaciones BPSK y BOC,
respectivamente. Además, se considera la variación de la velocidad de recep=
ción
y niveles SNR.
Ta=
bla
2 BPSK con y sin codificación convolucional (2,1,3)
|
SNR
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s
|
|
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 =
dB
|
93=
|
20=
3
|
11=
9
|
16=
1
|
12=
1
|
15=
4
|
14=
1
|
15=
5
|
|
2 =
dB
|
5<=
/span>
|
20=
|
11=
|
10=
|
18=
|
7<=
/span>
|
36=
|
9<=
/span>
|
|
4 =
dB
|
0<=
/span>
|
0<=
/span>
|
8<=
/span>
|
0<=
/span>
|
18=
|
0<=
/span>
|
23=
|
0<=
/span>
|
|
10=
dB
|
1<=
/span>
|
0<=
/span>
|
5<=
/span>
|
0<=
/span>
|
21=
|
0<=
/span>
|
22=
|
0<=
/span>
|
|
40=
dB
|
0<=
/span>
|
0<=
/span>
|
6<=
/span>
|
0<=
/span>
|
16=
|
0<=
/span>
|
30=
|
0<=
/span>
|
&n=
bsp;
Fuente: Armijo, 2017
Tabla 3 BOC con y sin codificación convolucional (2,1,3=
)
|
SNR
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s
|
|
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 =
dB
|
81
|
19=
1
|
11=
4
|
15=
6
|
11=
6
|
14=
9
|
13=
3
|
14=
7
|
|
2 =
dB
|
0
|
14=
|
10=
|
9<=
/span>
|
17=
|
6<=
/span>
|
34=
|
7<=
/span>
|
|
4 =
dB
|
0
|
0<=
/span>
|
5<=
/span>
|
0<=
/span>
|
16=
|
0<=
/span>
|
18=
|
0<=
/span>
|
|
10=
dB
|
0
|
0<=
/span>
|
4<=
/span>
|
0<=
/span>
|
19=
|
0<=
/span>
|
19=
|
0<=
/span>
|
|
40=
dB
|
0
|
0<=
/span>
|
5<=
/span>
|
0<=
/span>
|
14=
|
0<=
/span>
|
25=
|
0<=
/span>
|
Fuente: Andrea
Llerena, 2019
BER en Modulación BPSK y BOC en canal de Rayleigh
Las Tablas 4 y 5, muestran los result=
ados
del BER obtenidos cuando la señal GPS L1, atraviesa el canal de transmisión
Rayleigh, a diferentes velocidades.
Ta=
bla
4 BER de BPSK con y sin codificación convolucional (2,1,3)
|
Velocidad
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s
|
|
SNR
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 Db
|
2.27E-03
|
4.96E-03
|
2.91E-03
|
3.93E-03
|
2.96E-03
|
3.76E-03
|
3.45E-03
|
3.79E-03
|
|
2 dB
|
1.22E-04
|
4.89E-04
|
2.69E-04
|
2.44E-04
|
4.40E-04
|
1.71E-04
|
8.80E-04
|
2.20E-04
|
|
4 dB
|
0
|
0
|
1.96E-04
|
0
|
4.40E-04
|
0
|
5.62E-04
|
0
|
|
10 dB
|
2.44E-05
|
0
|
1.22E-04
|
0
|
5.13E-04
|
0
|
5.38E-04
|
0
|
|
40 dB
|
0
|
0
|
1.47E-04
|
0
|
3.91E-04
|
0
|
7.33E-04
|
0
|
Fuente: Armijo,
2017
Tabla 5 BER de BOC =
con y sin codificación convolucional (2,1,3)
=
;
|
Velocidad
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s<=
/o:p>
|
|
SNR
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 dB
|
1.98=
E-03
|
4.67=
E-03
|
2.79=
E-03
|
3.81=
E-03
|
2.83=
E-03
|
3.64=
E-03
|
3.25=
E-03
|
3.59=
E-03
|
|
2 dB
|
0
|
3.42=
E-04
|
2.44=
E-04
|
2.20=
E-04
|
4.15=
E-04
|
1.47=
E-04
|
8.31=
E-04
|
1.71=
E-04
|
|
4 dB
|
0
|
0
|
1.22=
E-04
|
0
|
3.91=
E-04
|
0
|
4.40=
E-04
|
0
|
|
10 dB
|
0
|
0
|
9.78=
E-05
|
0
|
4.64=
E-04
|
0
|
4.64=
E-04
|
0
|
|
40 dB
|
0
|
0
|
1.22=
E-04
|
0
|
3.42=
E-04
|
0
|
6.11=
E-04
|
0
|
<=
/span>
Fuente:
Andrea Llerena, 2019
Evaluación de la Modulación BPSK y BOC en canal de Rician
En las Tablas 6 y 7, se muestran los
errores producidos dentro del canal con desvanecimiento tipo Rician sin y con codificación Convolucional (2,1,3); =
a los
que se les aplicaron las modulaciones BPSK y BOC, respectivamente.
Tabla 6 BPSK con y sin codificación convolucional (2,1,3=
)
=
;
|
SNR
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s
|
|
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 dB
|
140
|
165
|
126
|
196
|
98
|
150
|
122
|
159
|
|
2 dB
|
10
|
14
|
20
|
7
|
16
|
18
|
24
|
9
|
|
4 dB
|
1
|
0
|
4
|
0
|
8
|
0
|
6
|
0
|
|
10 dB
|
0
|
0
|
4
|
0
|
4
|
0
|
20
|
0
|
|
40 dB
|
0
|
0
|
0
|
0
|
4
|
0
|
12
|
0
|
&n=
bsp;
Fuente: Armijo, 2017
&nbs=
p;
Tabla 7 BOC con y sin codificación convolucional (2,1,3=
)
|
SNR
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s<=
/o:p>
|
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 dB
|
132<=
o:p>
|
157<=
o:p>
|
101<=
o:p>
|
171<=
o:p>
|
95
|
147<=
o:p>
|
113<=
o:p>
|
150<=
o:p>
|
|
2 dB
|
8
|
12
|
18
|
6
|
11
|
13
|
22
|
8
|
|
4 dB
|
0
|
0
|
1
|
0
|
5
|
0
|
3
|
0
|
|
10 dB
|
0
|
0
|
1
|
0
|
4
|
0
|
15
|
0
|
|
40 dB
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
7
|
0
|
Fuente:
Andrea Llerena, 2019
=
;
BER en Modulación BPSK y BOC en canal de Rician
Las Tablas=
8 y 9
muestran los resultados obtenidos cuando la señal GPS L1, atraviesa el cana=
l de
transmisión Rician, a diferentes velocidades.
=
;
Tabla 8BER de BPSK con y sin codificación convolucional
(2,1,3)
|
SNR
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s<=
/o:p>
|
|
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 dB
|
3.42E-03
|
4.03E-03
|
3.08E-03
|
4.79E-03
|
2.39E-03
|
3.67E-03
|
2.98E-03
|
3.89E-03
|
|
2 dB
|
2.44E-04
|
3.42E-04
|
4.89E-04
|
1.71E-04
|
3.91E-04
|
4.40E-04
|
5.87E-04
|
2.20E-04
|
|
4 dB
|
2.44E-05
|
0
|
9.78E-05
|
0
|
1.96E-04
|
0
|
1.47E-04
|
0
|
|
10 dB
|
0
|
0
|
9.78E-05
|
0
|
9.78E-05
|
0
|
4.89E-04
|
0
|
|
40 dB
|
0
|
0
|
0
|
0
|
9.78E-05
|
0
|
2.93E-04
|
0
|
Fuente: Armijo, 2017
Tabla 9BER de BOC con y sin codificación convolucional
(2,1,3)
|
SNR
|
0 m/s
|
20 m/s
|
60 m/s
|
100 m/s<=
/o:p>
|
|
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
S/C
|
C/C
|
|
0 dB
|
3.23=
E-03
|
3.84=
E-03
|
2.47=
E-03
|
4.18=
E-03
|
2.32=
E-03
|
3.59=
E-03
|
2.76=
E-03
|
3.67=
E-03
|
|
2 dB
|
1.96=
E-04
|
2.93=
E-04
|
4.40=
E-04
|
1.47=
E-04
|
2.69=
E-04
|
3.18=
E-04
|
5.38=
E-04
|
1.96=
E-04
|
|
4 dB
|
0
|
0
|
2.44=
E-05
|
0
|
1.22=
E-04
|
0
|
7.33=
E-05
|
0
|
|
10 dB
|
0
|
0
|
2.44=
E-05
|
0
|
9.78=
E-05
|
0
|
3.67=
E-04
|
0
|
|
40 dB
|
0
|
0
|
0
|
0
|
2.44=
E-05
|
0
|
1.71=
E-04
|
0
|
Fuente: Andrea
Llerena, 2019
RESULTADOS
Canal Rayleigh=
Las
figuras 7, 8, 9 y 10 muestran la Tasa de Error Binaria (BER) vs la Relación
Señal a Ruido (SNR) para una modulación BPSK vs. modulación BOC, Sin y con =
el
uso del codificador convolucional (2,1,3) en el canal Rayleigh, para las
velocidades de receptor 0m/s, 20m/s, 60m/s y 100m/s.
Figura
7. SNR vs. BER en un Canal Rayleigh a 0 m/s
Figura
8. SNR vs. BER en un Canal Rayleigh a 20 m/s
Figura
9. SNR vs. BER en un Canal Rayleigh a 60 m/s
Figura
10. SNR vs. BER en un Canal Rayleigh a 100 m/s
En la figura 11, se muestra en forma
tabulada la cantidad de errores presentes en el canal Rayleigh, para los dos
tipos de modulación.
Figura 11. Errores generados en el canal
Rayleigh con Modulación BPSK y BOC
Canal Rician=
Figura 12.
SNR vs. BER en un Canal Rician a 0 m/s
Figura 13.
SNR vs. BER en un Canal Rician a 20 m/s
Figura
14. SNR vs. BER en un Canal Rici=
an
a 60 m/s
Figura
15. SNR vs. BER en un Canal Rici=
an
a 100 m/s
La figura 16, se muestra en forma ta=
bulada
la cantidad de errores presentes en el canal Rician,
para los dos tipos de modulación.
Figura 26. Errores gener=
ados
en el Canal Rician
Conclusiones
·
La revisión del estado de arte ha
permitido dar cuenta que el desarrollo de los sistemas de posicionamiento G=
NSS
no se detiene, por tanto requieren mejoras en la
precisión y confiabilidad de la posición, lo que ofrece este tipo de modula=
ción
Binary Offset Carrier.
·
La técnica de modulación Binary Offset Carrier BOC, separa el espectro de frec=
uencia
de la señal GPS civil en dos lóbulos principales simétricos con ancho de ba=
nda
de 2MHz, debido a la presencia de la función de autocorrelación de múltiples
picos que divide la densidad espectral de potencia lo que proporciona una m=
ayor
capacidad de recuperación de bits.
·
Mediante la codificación Convoluc=
ional
(2, 1, 3) se pudo detectar y corregir errores de transmisión en forma efica=
z a
partir de los 4 decibeles de relación señal a ruido. Antes de 4 decibeles se
obtuvieron mayor cantidad de bits erróneos, esto debido que el ruido es may=
or
que la relación SNR, en estos casos la codificación Convolucional en lugar =
de
corregir empeora la recepción de los datos.
·
Para una probabilidad de error de
10-3 para el esquema de modulación BOC en un canal Rayleigh con codificación
convolucional (2,1,3) a una velocidad de recepción de 100m/s la relación se=
ñal
a ruido SNR corresponde a 0.81dB, que es menor en 0.015 dB con relación al
esquema de modulación BPSK. Por lo tanto, se comprueba que la modulación BO=
C es
más robusta frente a la presencia de ruido lo que permite obtener una menor
cantidad de bits erróneos.
·
Para una probabilidad de error de
10-3 para el esquema de modulación BOC en un canal Ric=
ian
con codificación convolucional (2,1,3) a una velocidad de 100m/s la relación
señal a ruido SNR corresponde a 0.84dB, que es menor en 0.12 dB con relació=
n al
esquema de modulación BPSK. Permitiendo determinar que la modulación BPSK e=
s menos
robusta frente a la presencia de ruido y la modulación BOC es más resistent=
e al
ruido y la interferencia, y por tanto presenta menor cantidad de bits
errados.
Referencias Bibliográficas
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algoritmo de la técnica de espectro ensanchado en Matlab para evaluar el
rendimiento del canal de transmisión en GPS L1. Tesis de Ingeniería. Riobam=
ba,
Ecuador.
Betz, J. W. (25-27 de Enero de 1999). The Offset Carrier Modulation for =
GPS
Modernization. 639-648. The Institute of Navigation, San Diego, California.=
Hofmann-Wellenhof,
B., Lichtenegger, H., & Wasle, E. (2008). “GNSS – Global Navigation Sat=
ellite
Systems GPS, GLONASS, Galileo and more”. Austria: Springer Wien <=
span
class=3DSpellE>NewYork.
Julien, O. (2014). Future GNSS Signals. ENAC - Ecole Nationale de L'Aviation <=
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class=3DSpellE>Civile. Francia.
Reyes, J. (2012). Detección de señ=
ales
del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) usando MATLAB. Trabajo de
Diplomado. Santa Clara, Cuba.
Serna, M. (2015). Simulación del Enlace Descendien=
te
de Galileo. Trabajo de Fin de Grado. Léganes, Madrid.
Usha, G., Surya-Prabha, C., &
Dr.V.B.S.Srilatha-Indira, D. (2012). Simulation and Analysis of Binary Offset Carrier
Modulation for Modernized Global Navigation Satellite Systems. International
Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), 2298-2304
Valadez,
D. (2015). Estado de GNSS – Parte 1: Modernización de GPS.
Obtenido de https://www.effigis.com/es/estado-de-gnss-parte-1-modernizacion=
-de-gps/
PARA CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.=
=
;
Llerena Pintag, =
A.,
Zabala Haro, M., Pacheco Cunduri, M., Casignia Vasconez, B., &a=
mp;
Oñate Andino, M. (2019). Evaluación del rendimiento de la modulación Binary Offset Carrier (BOC) versus la señal Civil GPS=
/L1. Ciencia
Digital, 3(3), 225-241.
https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i3.626
El artículo que se publica es=
de
exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el
pensamiento de la Revista Ciencia
Digital.
El
artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parc=
ial
y/o total en otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Ciencia Digital.
=
;
=
;