Diseño y puesta en práctica del nivel físico de un módem OFDM con codificación de canal para comunicación por la red eléctrica doméstica

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Profesores: Dr. Gerardo Abel Laguna Sánchez y Dr. Alfonso Prieto Guerrero

Resumen: La línea eléctrica es una red prácticamente omnipresente, con enchufes disponibles virtualmente en cualquier lugar donde es posible la existencia de una terminal de comunicación (ya sea computadora o cualquier dispositivo alimentado por la línea de 127 V c.a.). Esa es la razón por la cual la tecnología de comunicaciones PLC (Power-Line Communication) es un área de investigación muy atractiva. En esencia, la tecnología BPL representa para los ingenieros de comunicaciones el formidable reto de transmitir datos a través de un medio que fue originalmente diseñado para la distribución de energía eléctrica y no para la transmisión de datos. Los investigadores e ingenieros deben considerar algunas características de este medio que lo hacen en cierta forma uno de los peores canales de comunicación. Para minimizar los efectos de la atenuación, el ruido y, al mismo tiempo, maximizar el aprovechamiento del canal, se emplean avanzadas técnicas de procesamiento de señales y comunicaciones digitales, tales como la técnica de asignación de bits (conocida como esquema Multi-Tono Discreto o DMT, por sus siglas en inglés) y el multiplexado por repartición en frecuencias ortogonales (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM), que ha sido adoptada como técnica de señalización básica para la tecnología BPL doméstica.

El esquema OFDM-DMT es una forma de modulación multi-portadora que divide eficientemente un flujo entrante de datos seriales (de alta velocidad) en un gran número de flujos paralelos (a menor velocidad) de datos y los asigna a un conjunto de subportadoras (subcanales) ortogonales. Las ventajas de esta técnica incluyen la adaptación de la velocidad de datos en función de la relación señal a ruido (Signal to Noise Ratio, SNR), eficiencia espectral, resistencia a la interferencia ínter símbolo (ISI, por sus siglas en inglés), inmunidad al ruido impulsivo y minimización de la interferencia de radio frecuencia (RFI, por sus siglas en inglés). Por otra parte, el módulo de codificación de los datos para detectar y corregir los errores introducidos por el medio (codificación del canal) es fundamental en un esquema de comunicación digital. En particular, son especialmente atractivos los esquemas que no requieren de la retransmisión de los datos cuando se detectan errores y que se conocen como esquemas de corrección de errores unidireccionales (Forward Error Correction o FEC). Algunos de estos esquemas han permitido maximizar el uso del canal hasta prácticamente el límite teórico definido por Shannon. Ejemplos de estos algoritmos, dentro de lo último en el estado del arte, son los conocidos como códigos Reed-Solomon, turbo códigos y los códigos de comprobación de paridad de baja densidad (Low Density Parity Check o LDPC).

Objetivo general

  • Diseñar, programar e integrar, en un prototipo con base en un DSP, los algoritmos de la capa física de un MODEM OFDM más codificación de canal para un enlace PLC.

Objetivos específicos

  • Diseñar una etapa de Front-end para el acoplamiento PLC en una red de 127 V c.a.
  • Integrar los modulo de sincronización, estimación de canal, estimación de ruido, igualamiento (Equalizer) y codificación de canal FEC desarrollados en proyectos anteriores del PCyTI.
  • Diseñar y construir un prototipo para el MODEM PLC con base en una tarjeta de desarrollo para un DSP (Starting Development Kit o SDK).
  • Evaluar el desempeño de un enlace de comunicación PLC real punto a punto

Última actualización: June 1, 2016 at 23:56 pm

Programación de un módem OFDM para comunicación inalámbrica en una plataforma Software-Defined Radio

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