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Desarrollo de aplicaciones en MATLAB
para el estudio de señales RADAR y de
señales GNSS
Ferran Catalán Ruiz, 07 de Enero de 2015
TFM – Màster Universitari en Enginyeria de
Telecomunicacions (UOC-URL)
Desarrollo de aplicaciones en Matlab para el estudio de señales radar y de señales
GNSS | F. CATALÁN | 19/03/2015
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Contenido
1. El proyecto
Objetivos / Estructura / Entregables
2. Aplicación #1. Prestaciones de diferentes señales
RADAR
3. Aplicación #2. Caracterización de las prestaciones
de los lazos de seguimiento de un receptor GNSS
4. Aplicación #3. Representación de señales Galileo
5. Conclusiones
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1.El Proyecto
Objetivos
Desarrollar tres aplicaciones utilizando las
interfaces de usuario gráficas (GUI) de MATLAB:
 Prestaciones de diferentes señales RADAR
 Caracterización de las prestaciones de los lazos
de seguimiento de un receptor GNSS
 Representación de señales Galileo
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1.El Proyecto
Estructura
Por cada aplicación desarrollada:
 Revisión de la teoría
 Implementación
 Interpretación de los resultados
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1.El Proyecto
Entregables
Documentación generada:
 Informe final del proyecto con manuales de las
aplicaciones desarrolladas.
 Código fuente de cada aplicación y nuevo lanzador
de aplicaciones.
 Presentación.
 Video presentación.
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Aplicación #1
Prestaciones de diferentes
señales RADAR
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2.Prestaciones de diferentes
señales RADAR
Radio Detection And Ranging
Retardo
Mide
distancias
Frecuencia
Doppler
Mide
velocidades
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Salida del filtro
Función de
ambigüedad
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2.Prestaciones de diferentes
señales RADAR
¿Qué precisión proporciona cada señal
en la estimación del retardo y de la
frecuencia Doppler?
Cota de Cramér-Rao (CRB)
Proporciona la mejor precisión que se
puede obtener en la estimación del
tiempo de retardo o de la frecuencia
Doppler.
Ancho de banda de Gabor
Ancho de banda cuadrático medio
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2.Prestaciones de diferentes
señales RADAR
𝐵
Retardo
Ancho de
banda
en el
Precisión
receptor
Frecuenc
ia
Doppler
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𝐵
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2.Prestaciones de diferentes
señales RADAR
SNR = 25 dB-Hz, B = 2 MHz
Mejor
precisión
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Señal Barker
13
Señal Pulso
LFM
y de señales
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Aplicación #2
Caracterización de las
prestaciones de los lazos de
seguimiento de un receptor GNSS
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3.Caracterización de las
prestaciones de los lazos de
seguimiento de un receptor GNSS
GNSS
Segmento
espacial
Segmento de usuario. Receptor GNSS
Front-End
Módulo de
adquisici
ón
Módulo de
tracking
Módulo de
navegació
n
Módulo de Tracking
Segmento
de control
Discrimina
dor DLL
Filtro de
lazo DLL
NCO
DLL
Posición
del
receptor
Tracking de código
Carrier aiding
Segmento
de usuario
NCO
PLL
Filtro de
lazo PLL
Discrimina
dor PLL
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Tracking de
portadora
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3.Caracterización de las
prestaciones de los lazos de
seguimiento de un receptor GNSS
Errores de medida en Carrier tracking Loop
(PLL)
 Ancho de banda del lazo del PLL
 Tiempo de predetección de integración
Errores de medida en Code tracking Loop
(DLL)
 Ancho de banda del lazo del PLL
 Tipo discriminador
 Distancia Early-Late
 Densidad espectral de la señal,
periodo
chip
el deancho
dey debanda
Desarrollo de
aplicaciones del
en Matlab
para el y
estudio
señales radar
señales
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3.Caracterización de las
prestaciones de los lazos de
seguimiento de un receptor GNSS
Carrier Tracking Loop (PLL)
Ancho de banda de ruido de lazo
𝐵𝑛
Tiempo de integración 
Squaring Loss
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3.Caracterización de las
prestaciones de los lazos de
seguimiento de un receptor GNSS
Code Tracking Loop (DLL)
Ancho de banda de ruido
de lazo
Distancia Early-Late
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Discriminador
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Aplicación #3
Representación de señales
Galileo
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4.Representación de las señales
Galileo
Señal GALILEO
 Open Service (OS)
E1, E5a y E5b
 Safety of Life (SoL)
E1, E5a y E5b
 Comercial Service (CS)
E6
 Public Regulated Service
(PRS)
E1 y E6
 Search and Rescue
Service (SAR)
E1 y E6
European GNSS (Galileo) Open
Service
Signal In Space Interface Control
Document
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4.Representación de las señales
Galileo
Señal GALILEO E5
Ranging
Codes
Ranging codes
diferentes por
cada componente de
cada señal
Señal de
navegación
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4.Representación de las señales
Galileo
Galileo Spreading
Codes
 Start
LFSR
values = 1
 Taps Values
 Taps Values
 Start
Values
 Initial
sequence
Primary Code
Tiered
Codes
LFSR
Secondary
Code
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Codificación CDMA
Ranging Codes
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4.Representación de las señales
Galileo
Señal Galileo E5
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4.Representación de las señales
Galileo
Señal Galileo E5 en el
receptor
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4.Representación de las señales
Galileo
Densidad espectral de potencia de la
Señal Galileo E5
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4.Representación de las señales
Galileo
Función de autocorrelación de la Señal
Galileo E5
AltBOC(15,1
0)
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5.Conclusiones
 Se han desarrollado las tres aplicaciones
inicialmente marcadas como objetivo en el trabajo.
 Se ha verificado el resultado de cada desarrollo,
interpretando y validando los gráficos obtenidos.
 Se ha aprendido a realizar interfaces de usuario
gráficas en MATLAB.
Trabajo futuro
 Aplicación #2: Añadir el ruido de vibración, estrés
y dinámico y diferentes discriminadores en el
cálculo del jitter.
 Aplicación #3: Añadir el resto de señales y
utilizar mensajes de navegación según las
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Gracias por su atención.
Ferran Catalán
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