Publication: Descripción hardware de algortimos de estimación de canal y sincronización tiempo frecuencia para un sistema 2x2 MIMO-OFDM
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Publication date
2010-10
Defense date
2010-10-28
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La sociedad actual, cada vez más, demanda banda ancha y movilidad, por lo que se requieren cada vez más, sistemas de comunicaciones que cumplan estas dos premisas. Así, hoy en día, existe un gran interés por las redes de comunicaciones inalámbricas de alta capacidad. El empleo de la modulación “Orthogonal Frecuency Division Multiplexing” (OFDM) combinada con técnicas multi-antena “Multiple-Input Multiple-Output” (MIMO) es uno de los métodos más atractivos para implementar sistemas de comunicaciones inalámbricos de alta capacidad. La modulación ODFM presenta una gran robustez ante canales selectivos en frecuencia, ya que divide el espectro de frecuencias en canales que presentan un desvanecimiento prácticamente plano, posibilitando así una sencilla igualación de los mismos. Por otra parte, las técnicas MIMO proporcionan diversidad y permiten un aumentar la capacidad del sistema de comunicación inalámbrico. Los sistemas que utilizan estas técnicas son conocidos como sistemas MIMOOFDM. Una FPGA (Field Programmable Gate Array) es un dispositivo semiconductor constituido por una serie de bloques lógicos programables (CLBs, Configurable Logic Blocs) que se interconectan a través de una matriz de interconexión programable electrónicamente. En los últimos años, las plataformas de desarrollo basadas en FPGAs han evolucionado considerablemente y la aparición de nuevas herramientas de diseño hardware, ha hecho posible que se pueda emplear este tipo de dispositivos para aplicaciones que antiguamente se destinaban a los ASIC (Circuito integrado para aplicaciones especificas) El presente proyecto trata de completar un sistema de comunicaciones basado en los conceptos descritos en los párrafos anteriores, es decir, sistemas MIMOOFDM y plataformas de desarrollo basadas en FPGAs. Así, el fin del presente proyecto es diseñar los módulos de estimación de canal y sincronización tiempo-frecuencia de un sistema de comunicaciones basado en el estándar IEEE 802.16d-2004 (Wimax fijo) utilizando MIMO 2x2, modulación OFDM y BPSK (Binary Phase Shift Keying) para la modulación de datos. El diseño de los módulos de estimación de canal y sincronización tiempo-frecuencia han sido realizados mediante una plataforma de desarrollo sobre FPGA basada en Simulink®. ____________________________________________________________________________________________________________
Current society, nowadays, demand more broadband services and mobility, then, telecommunication systems which achieve these requirements, are required. The Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation combined with Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) techniques are one of the most interesting methods to provide broadband wireless telecommunication systems. OFDM modulation provides immunity in frequency selective fading channels. On the other hand, MIMO techniques provide diversity and allow increasing the capability in the wireless telecommunication systems. A Field Programmable Gate Array (FPGA) is a semiconductor device composed of Configurable Logic Blocs (CLBs) which are interconnected by means of a programmable interconnection matrix. In the last years, developments platforms based on FPGAs have considerably evolved, and the appearance of new Hardware design tools, has made possible the use of this kind of devices in applications which were planned for ASICs (Application-Specific Integrated Circuit). The main goal of this project is to complete a telecommunication system based on the concepts described in the previous paragraphs: MIMO-OFDM systems and developments platforms based on FPGAs. Then, the goal of this project is to design the channel estimation and the time-frequency synchronization modules of a telecommunication system based on IEEE 802.16d-2004 (Fixed Wimax) using MIMO 2x2, OFDM modulation and BPSK (Binary Phase Shift Keying) for data modulation. The design of the channel estimation and timefrequency modules have been made by means of a development platform on FPGA based in Simulink®.
Current society, nowadays, demand more broadband services and mobility, then, telecommunication systems which achieve these requirements, are required. The Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation combined with Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) techniques are one of the most interesting methods to provide broadband wireless telecommunication systems. OFDM modulation provides immunity in frequency selective fading channels. On the other hand, MIMO techniques provide diversity and allow increasing the capability in the wireless telecommunication systems. A Field Programmable Gate Array (FPGA) is a semiconductor device composed of Configurable Logic Blocs (CLBs) which are interconnected by means of a programmable interconnection matrix. In the last years, developments platforms based on FPGAs have considerably evolved, and the appearance of new Hardware design tools, has made possible the use of this kind of devices in applications which were planned for ASICs (Application-Specific Integrated Circuit). The main goal of this project is to complete a telecommunication system based on the concepts described in the previous paragraphs: MIMO-OFDM systems and developments platforms based on FPGAs. Then, the goal of this project is to design the channel estimation and the time-frequency synchronization modules of a telecommunication system based on IEEE 802.16d-2004 (Fixed Wimax) using MIMO 2x2, OFDM modulation and BPSK (Binary Phase Shift Keying) for data modulation. The design of the channel estimation and timefrequency modules have been made by means of a development platform on FPGA based in Simulink®.
Description
Keywords
Radiocomunicación, Algoritmos, Sistemas OFDM, Comunicaciones inalámbricas