Monografia andres johana 1

1
Implementación de un transmisor de radio FM utilizando un dispositivo SDR (radio
definido por software) para prácticas de laboratorio de telecomunicaciones en la
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE sede Latacunga
Cañizares Carvajal, Stalyn Andrés Y Velasco Ruiz, Johanna Lizeth
Departamento de Eléctrica y Electrónica
Carrera Tecnología en Redes y Telecomunicaciones
Monografía, previo a la obtención del título en la Tecnología de Redes y
Telecomunicaciones

2
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICAY ELETRÓNICA
CARRERA DE TECNOLOGÍAEN REDES Y TELECOMUNICACIONES
CERTIFICACIÓN
Certifico que la monografía, “IMPLEMENTACIÓN DE UN TRANSMISOR DE RADIO FM
UTILIZANDO UN DISPOSITIVO SDR (RADIO DEFINIDO POR SOFTWARE) PARA
PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE TELECOMUNICACIONESEN LAUNIVERSIDAD
DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA” fue realizado por el/los
señor/señores Cañizares Carvajal, Stalyn Andrés y Velasco Ruiz, Johanna Lizeth
cual ha sido revisada y analizada en su totalidad por la herramienta de verificación de
similitud de contenido; por lo tanto, cumple con los requisitos legales, teóricos, científicos,
técnicos y metodológicos establecidos por la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE,
razón por la cual me permito acreditar y autorizar para que lo sustente públicamente.
Sangolquí….
Firma:
……………………………
Pardo Ibarra Jorge Alberto
C. C.0502390131

3
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aprobado.pdf (D54403984) Submitted: Fecha y hora
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Trabajo de titulación completa……..
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http://www....
https://www...
https://www...
Instances where selected sources appear:
7
Firma:
……………………………
Pardo Ibarra Jorge Alberto
DIRECTOR

4
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICAY ELECTRÓNICA
RESPONSABILIDAD DE AUTORÍA
Nosotros, Cañizares Carvajal, Stalyn Andrés y Velasco Ruiz, Johanna Lizeth, con
cédula/cedulas de ciudadanía n°1753434172,1725923757 declaro/declaramos que el
contenido, ideas y criterios de la monografía: Título “IMPLEMENTACIÓN DE UN
TRANSMISORDERADIO FM UTILIZANDO UN DISPOSITIVO SDR(RADIO DEFINIDO
POR SOFTWARE) PARA PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE
TELECOMUNICACIONESENLAUNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE
SEDE LATACUNGA” es de mi/nuestra autoría y responsabilidad, cumpliendo con los
requisitos legales, teóricos, científicos, técnicos, y metodológicos establecidos por la
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, respetando los derechos intelectuales de
terceros y referenciando las citas bibliográficas.
Sangolquí, …
………………………….. …………………………
Cañizares Carvajal, Stalyn Andes Velasco Ruiz, Johanna Lizeth
C.C.: 175343417-2 C.C.:172592375-7

5
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICAY ELECTRÓNICA
AUTORIZACIÓN DE PUBLICACIÓN
Nosotros Cañizares Carvajal, Stalyn Andrés y Velasco Ruiz, Johanna Lizeth,
autorizo/autorizamos a la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE publicar la
monografía: Título: “IMPLEMENTACIÓN DE UN TRANSMISOR DE RADIO FM
UTILIZANDO UN DISPOSITIVO SDR (RADIO DEFINIDO POR SOFTWARE) PARA
PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE TELECOMUNICACIONESEN LAUNIVERSIDAD
DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA” en el Repositorio
Institucional, cuyo contenido, ideas y criterios son de mi/nuestra responsabilidad.
Sangolquí, …
………………………….. …………………………
Cañizares Carvajal, Stalyn Andes Velasco Ruiz, Johanna Lizeth
C.C.: 175343417-2 C.C.:172592375-7

6
Dedicatoria
Esta tesis está dedicada a:
A mis padres Pedro y Marisol quienes con su amor, paciencia y esfuerzo me han
permitido llegar a cumplir hoy un sueño más, gracias por inculcar en mí el ejemplo de
esfuerzo y perseverancia,
A mis hermanos Dennise y Paul por su cariño y apoyo incondicional, durante todo este
proceso, por estar conmigo en todo momento gracias.
A todos mis tíos, tías y primos porque con su constante ayuda y palabras de aliento
hicieron de mí una mejor persona y de una u otra forma me acompañan en todos mis
sueños y metas.
Cañizares Carvajal, Stalyn Andrés

7
Dedicatoria
Dedico con todo el cariño a mi hermana Naty Velasco por su sacrificio y esfuerzo, por
darme una carrera para mi futuro y por creer en mi capacidad, aunque hemos pasado
momentos difíciles simple me estuvo brindándome su apoyo.
A mis queridos padres, pues sin ellos no lo habría logrado.
A mi compañero y amigo presente, quien sin esperar nada a cambio compartió sus
conocimientos, alegrías y tristeza, a todas aquellas personas que durante todo este
tiempo estuvieron a mi lado apoyándome y lograron que este sueño se haga realidad.
Velasco Ruiz, Johanna Lizeth
Agradecimiento
Quiero agradecer a mis padres y hermanos quienes fueron el motor de mi vida.

8
A la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, y a todos los docentes que me brindaron
sus conocimientos, pero de manera especial al mejor docente que he conocido y tutor de
proyecto de titulación Ing. Fernando Caicedo, que gracias a su apoyo hoy puedo culminar
con este trabajo. Y a todos mis compañeros que de alguna manera meayudaron a cumplir
con esta meta de manera desinteresada.
Cañizares Carvajal, Stalyn Andrés
Agradecimiento

9
A toda mi familia padres, hermanos por brindarme su apoyo incondicional por
motivarme a seguir adelante, ser el apoyo y fortaleza en aquello momentos de dificulta y
de debilidades.
Agradezco a la Universidad de las Fuerza ESPE, me dio la oportunidad de estudiar en
sus instalaciones a cada uno de los docentes que me brindo su conocimiento en cada
una de las asignaturas de la carrera de redes y telecomunicaciones.
Velasco Ruiz, Johanna Lizeth

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Carátula…………………………………………...…………………………………….…..……1
Certificación…………………………………………….……………………..……………......2
Resultados Urkund…………………………………………….……………………….…...…3
Responsabilidad de autoría………….……………...…………..……………………...……4
Autorización de la publicación……………………………………………..….….……....…5
Dedicatoria…………………………………………………..……………………..…….…...…6
Dedicatoria…………………………………………………..……………………..…….…...…7
Agradecimiento………………………………………….……………………………...…...…8
Agradecimiento………………………………………….……………………………...….......9
Índice de contenidos……………………………………………….……………..…….……10
Agradecimiento................................................................................................................. 7
Tabla de Figuras ............................................................................................................. 13
Tabla de tablas................................................................................................................ 15
Resumen.......................................................................................................................... 16
Abstract............................................................................................................................ 17
Tema................................................................................................................................. 18
Antecedentes........................................................................................................... 18
Planteamiento del problema.................................................................................. 18
Justificación ............................................................................................................ 18
Objetivos.................................................................................................................. 18

11
Objetivo General................................................................................................. 18
Objetivos Específicos......................................................................................... 18
Alcance..................................................................................................................... 18
Marco Teórico.......................................................................................................... 19
Radiocomunicación................................................................................................ 19
Espectro Electromagnético............................................................................... 19
Sistemas de Comunicaciones........................................................................... 25
SDR………………………………………………………………………………………...25
Estructura SDR.................................................................................................... 25
Radio definida por software.............................................................................. 25
Características de los dispositivos SDR.......................................................... 25
Tipos de SDR....................................................................................................... 25
SOFTWARE.............................................................................................................. 25
GNU RADIO.......................................................................................................... 25
COMPRENSIONES DE AUDIO CODIFICACIONES .......................................... 25
Waveform Audio File Format............................................................................. 25
Desarrollo del Proyecto ................................................................................................. 26
Selección del dispositivo de Hardware................................................................ 26
Selección de Software............................................................................................ 26
Preparación ............................................................................................................. 26
Estructura del Flujograma ..................................................................................... 26

12
Conclusiones................................................................................................................... 26
Recomendaciones.......................................................................................................... 28
Glosario............................................................................................................................ 30
Bibliografía ...................................................................................................................... 31

13
Tabla de Figuras
Figura 1.......................................................................................................................... 19
Figura 2.......................................................................................................................... 19
Figura 3.......................................................................................................................... 25
Figura 4.......................................................................................................................... 25
Figura 5.......................................................................................................................... 25
Figura 6.......................................................................................................................... 25
Figura 7.......................................................................................................................... 25
Figura 8.......................................................................................................................... 25
Figura 9.......................................................................................................................... 25
Figura 10........................................................................................................................ 25
Figura 11........................................................................................................................ 25
Figura 12........................................................................................................................ 25
Figura 13........................................................................................................................ 25
Figura 14........................................................................................................................ 25
Figura 15........................................................................................................................ 26
Figura 16........................................................................................................................ 26
Figura 17........................................................................................................................ 26
Figura 18........................................................................................................................ 26
Figura 19........................................................................................................................ 26
Figura 20........................................................................................................................ 26
Figura 21........................................................................................................................ 26
Figura 22........................................................................................................................ 26
Figura 23........................................................................................................................ 26

14
Figura 24........................................................................................................................ 26
Figura 25........................................................................................................................ 26
Figura 26........................................................................................................................ 26
Figura 27........................................................................................................................ 26
Figura 28........................................................................................................................ 26
Figura 29........................................................................................................................ 26
Figura 30........................................................................................................................ 26
Figura 31........................................................................................................................ 26
Figura 32........................................................................................................................ 26
Figura 33........................................................................................................................ 26
Figura 34........................................................................................................................ 26
Figura 35........................................................................................................................ 26
Figura 36........................................................................................................................ 26
Figura 37........................................................................................................................ 26

15
Tabla de tablas
Tabla 1.................................................................................................................. 20
Tabla 2.................................................................................................................. 26
Tabla 3.................................................................................................................. 26

16
Resumen
El presente proyecto se centra en el desarrollo de la Implementación de un transmisor
de radio FM utilizando un dispositivo SDR (radio definido por software) para prácticas de
laboratorio de telecomunicaciones en la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
sede Latacunga,
En primer lugar, se llevará a cabo un análisis para la selección de hardware necesario,
donde se comparará algunas opciones para el desarrollo de sistemas de comunicación
digital, se encontrará la mejor opción, un hardware SDR capaz de transmitir o recibir
señales de radio de 1 MHz a 6 GHz, modo de transmisión Half Duplex, soporte de
licencia libre, y además de ser económicamente accesible. A continuación, se elegirá un
software compatible, con el cual se logrará experimentar con la variación de señal con
diagramas de bloques prediseñados y generados en Python.
Finalmente, la simulación entregara un sistema de comunicación inalámbrica que será
compatible con receptores FM de banda comercial, además de que el ordenador
mostrara el comportamiento de la señal a través de las herramientas de análisis del
software. Se espera que este proyecto sea usado como base para nuevos proyectos
con más alcance e innovación ya que el hardware a usarse, simboliza el presente y
futuro de las telecomunicaciones

18
CAPÍTULO I
1. Tema
Implementación de un transmisor de radio FM utilizando un dispositivo SDR
(radio definido por software) para prácticas de laboratorio de telecomunicaciones en la
universidad de las fuerzas armadas ESPE sede Latacunga.
2.1. Antecedentes
2.2. Planteamiento del problema
2.3. Justificación
2.4. Objetivos
2.5. Alcance

19
CAPITULO II
2. Marco Teórico
2.1. Radiocomunicación

20
CLASIFICACION DE LOS TRANSMISORES POR FRECUENCIA
Tabla 1
Transmisores por frecuencia.
SIGLAS SUBDIVISION
LONGITUD DE
ONDA
GAMA DE
FRECUENCIA
CARACTERISTICAS DE
PROPAGACION USO TIPICO
Ondas muy largas
(milimétricas)
De 30000 m a
10000 m
De 10 kHz a 30
kHz
Propagación por onda de
tierra; atenuación débil;
características estables
Enlaces de radio gran
distancia
LF
Ondas largas
(kilométricas)
De 10000 m a
1000 m
De 30 kHz a 300
kHz
Similar a la anterior, pero de
características menos
estables
Enlaces de radio en
navegación aérea y
marítima
MF
Ondas medias
(hectométricas)
De 1000 m a 100
m
De 300 kHz a 3
MHz
Similar a VLF y a LF,
absorción elevada en el día;
propagaciones ionosféricas
por la noche
Radiodifusión

21
SIGLAS SUBDIVISION
LONGITUD DE
ONDA
GAMA DE
FRECUENCIA
CARACTERISTICAS DE
PROPAGACION
USO TIPICO
HF
Ondas cortas
(diamétricas) De 100 m a 10 m
De 300 MHz a 30
MHz
Propagaciones ionosféricas
con fuertes variaciones
estacionales y en diferentes
horas del día y de la noche
Comunicaciones de todo
tipo a media y larga
distancia
VHF
Ondas cortísimas
(métricas)
De 10m a 1 m
De 30 MHz a 300
MHz
Propagación directa;
esparcidamente
propagación ionosférica o
troposférica
Enlace de radio a
corta distancia, TV, y
frecuencia modulada
UHF
Ondas ultracortas
(dosimétricas)
De 1 m a 10 cm
De 300 MHz a 3
GHz
Exclusivamente
propagación directa;
posibilidad de enlaces por
reflexión o a través de
satélites artificiales
Enlaces de radio, TV,
radar ayuda a la
navegación aérea.
SHF
Microondas
(centimetricas) De 10 cm a 1 cm
De 3 GHz a 30
GHz
Igual que la UHF Radar, enlaces de radio

22
SIGLAS SUBDIVISION
LONGITUD DE
ONDA
GAMA DE
FRECUENCIA
CARACTERISTICAS DE
PROPAGACION
USO TIPICO
EHF
Microondas
(milimétricas)
De 1 cm a 1 mm
De 300 GHz a
300 GHz
Igual que la UHF
Radar, enlaces de radio
EHF
Microondas
(decimilimetricas)
De 1 mm a 0.1
mm
De 300 GHz a
300 GHz
Igual que la UHF
Radar, enlaces de radio
Nota: En tabla se observa las divisiones por saltos de frecuencia.

23
2.1.1.1.1. VHF
En Ecuador, se ha establecido una subdivisión banda por banda en VHF, cada
una con diferentes características de propagación. Esto permite que SUPERTEL use
estas bandas para una variedad de aplicaciones. Una característica distintiva de las
radios VHF, UHF y SHF es su corto alcance de superficie terrestre. La comunicación
directa punto a punto entre estaciones terrestres está limitada a un alcance de decenas
de km. Al pasar por la atmósfera, no se reflejan en las diferentes capas, las atraviesan
por completo y se pierden en el espacio. El límite es el horizonte óptico. La televisión y
la radio FM se transmiten en VHF y solo tienen cobertura local la comunicación a más
de 1000 millas por kilómetros utiliza satélites artificiales que reflejan las señales que
llegan en la línea recta y regresan a la Tierra. Bajo ciertas condiciones, las propiedades
refractivas de la atmósfera están disponibles y pueden alcanzarse a distancias
considerables durante diferentes períodos de tiempo puede quedarse varios días. La
atmósfera con mayor impacto en las frecuencias VHF y más altas es la troposfera, que
está dominada por el cambio climático. Las condiciones de transmisión de VHF y el
cambio climático. (Silvio Larrea Viteri, y otros, 2010, pág. 35)
2.1.1.1.2. BANDA VHF BAJO
Las frecuencias en esta banda se utilizan para establecer conexiones fijas o
móviles monocanal. Su propagación se puede considerar como una transición entre la
banda de alta frecuencia de HF y la banda de frecuencia de VHF, que puede verse
afectada por la interferencia de largo alcance de causada por reflejos esporádicos en la
ionosfera. En comparación con VHF alto, esta banda tiene menos pérdidas en el
espacio libre que debido a obstáculos en el camino, pero requiere una mayor utilización

24
de energía y antenas más grandes. Principalmente debido a su radio de alto nivel, es
adecuado para áreas rurales interferencia en áreas urbanas. (pag.36)
2.1.1.1.3. BANDA VHF ALTO
El ancho de banda de esta banda se utiliza principalmente para establecer
conexiones de un solo canal. En este tipo fijo o móvil su propagación se ve afectada en
gran medida en visibilidad por la atenuación del espacio libre, que aumenta con la
frecuencia, y las condiciones del terreno relacionadas que causan reflexión, difracción y
trayectorias múltiples. Es poco probable que ocurran condiciones de propagación
anormales en esta banda, y el proporciona un enlace confiable que funciona
normalmente sin interferencias. La aplicación es muy útil para sistemas móviles con
amplia cobertura en áreas urbanas, suburbanas y rurales, principalmente porque reduce
en gran medida las interferencias de radio existentes. Tamaño de la antena,
proporcionan ingresos suficientes. (pag.36)
2.1.1.1.4. Algunas Aplicaciones
Parte de la banda de frecuencias VHF es utilizada en transmisión de radio FM y
televisión abierta, por tanto, para explotar una parte del espectro de frecuencias
regulado, se debe solicitar a la SIGET (Superintendencia General de Electricidad y
Telecomunicaciones.) la respectiva concesión. (BONILLA RIVAS, 2015, pág. 27)
Algunas de las aplicaciones que suele tener este rango de frecuencias pueden
ser las siguientes:
 Radiocomunicación privada.
 Radio navegación.
 Sistemas troncalizados comerciales.

25
 Televisión abierta, etc.
2.1.2. Sistemas de Comunicaciones
2.2. SDR
2.3. SOFTWARE

26
CAPITULO III
3. Desarrollo del Proyecto
3.1. Selección del dispositivo de Hardware
3.2. Selección de Software
3.3. Preparación
3.4. Estructura del Flujograma
CAPITULO IV
4. Conclusiones
En este trabajo se implementó un transmisor de radio FM utilizando un
dispositivo SDR (radio definido por software) el cual se espera sea usado para prácticas
de laboratorio de Telecomunicaciones y futuros proyectos más completos.
Lo más importante de la realización de este proyecto, fue el uso de nuevas
tecnologías para la transmisión de señales inalámbricas, porque los dispositivos SDR
representan la nueva era tecnológica de las telecomunicaciones dejando atrás los
dispositivos de un solo modo de operación. Lo que más ayudo a esta implementación,
fue la información encontrada en los trabajos de investigación y proyectos en la web,
porque fueron la base para elegir dispositivos de hardware que fueran acordes a
nuestras necesidades, además de poder manipular y entender el funcionamiento de los
dispositivos SDR´S, lo más difícil fue la selección del aplicativo de software ya que se
encontraron diferentes plataformas compatibles con el hardware SDR, como son
aplicativos para radioaficionados y plataformas de desarrollo de sistemas de
comunicaciones de donde se filtró el mejor aplicativo de licencia libre, GNU Radio que
cuentan con herramientas para crear diagramas de flujo para el tratamiento de señales,

27
instalado sobre una plataforma Ubuntu, disminuyendo así el costo de desarrollo e
implementación.
Al realizar la investigación sobre la tecnología SDR, se ha encontrado un amplio
listado de hardware compatible con esta tecnología, que pueden ser clasificadas por
parámetros como precio, calidad y funcionalidad por lo que se concluye que es
necesario tener un objetivo y alcance claro antes de comprar y usar cualquier hardware
SDR para poder explotar al máximo sus beneficios.
Después de analizar todo en torno a la tecnología SDR, se concluye que, con la
utilización de hardware SDR y plataformas de desarrollo de sistemas de
comunicaciones, se puede lograr un mejor aprendizaje para los estudiantes de la
carrera de tecnología en redes y telecomunicaciones, ya que se logra materializar todos
los conceptos y conocimientos aprendidos en las aulas. Los docentes pueden usar este
proyecto como manual de instalación y base para creación de prácticas de laboratorio
para materias como Sistemas Operativos, Enlaces de Comunicación inalámbrica y
Sistemas de Comunicación.

28
CAPITULO V
5. Recomendaciones

31
CAPITULO VII
7. Bibliografía
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algoritmos para la compresion de audio digital utilizando radio definidos por
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