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Diseno del Frente Digital de un Transceiver BPL

Diseno del Frente Digitalde un Transceiver BPL

Alumna: Paola Pezoimburu

Tutora: Dra. Ing. Cecilia Galarza

Co-Tutor: Dr. Ing. Leonardo Rey Vega

Laboratorio de Procesamiento de Senales y Comunicaciones

18 de julio de 2011

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Introduccion

Broadband over Power Lines

Sistemas de comunicacion BPL

Modem BPL transmite en la banda de 1 a 30 MHz

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Introduccion

Broadband over Power Lines

Lıneas de tension como canal de transmision

Modelo de un canal de BPL

El transceiver BPL introduce

ruido numerico

Objetivo:

Ruido numerico <

Ruido presente en el canal

⇒ SNR > 40dB donde:

SNR = 10 · log10

1

K

K−1∑n=0

|x [n]|2

1

K

K−1∑n=0

e[n]2

[dB]

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Introduccion

Frente Digital

Up/Down Conversion

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Introduccion

Frente Digital

Alternativas de Up/Down Conversion

Analogica:

Digital:

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Introduccion

Frente Digital

Digital Up/Down Conversion

Digital Up Converter Digital Down Converter

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Procesamiento Multitasa

Interpolacion y Decimacion

Tecnica elegida

Interpolacion

Decimacion

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Procesamiento Multitasa

Descomposiciones Polifasicas Equivalentes

Descomposiciones polifasicas equivalentes

Interpolacion Decimacion

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Procesamiento Multitasa

Complejidad Computacional

Analisis de la complejidad computacional

Cantidad de cuentas computadas para obtener L salidasen un interpolacion de orden L

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Procesamiento Multitasa

Complejidad Computacional

Optimizacion por Implementacion Multistage

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Desplazamiento en Frecuencia

Sistema de Modulacion/Demodulacion IQ

Sistema de Modulacion/Demodulacion IQ

Modulador IQ Demodulador IQ

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Desarrollo en System Generator

Procesamiento multitasa

Procesamiento multitasa

InterpoladorDecimador

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Desarrollo en System Generator

Desplazamiento en frecuencia

Modulacion IQ

Modulador IQDemodulador IQ

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Desarrollo en System Generator

Performance del diseno en System Generator

Performance del diseno en System Generator

Precision de los conversores [bits]Precision de la entrada [bits]24 19 14

10 53,7516 53,7525 53,599211 56,9087 56,9170 56,701012 58,2184 58,2089 57,887713 58,6214 58,6207 58,289414 58,7282 58,7271 58,387416 58,7649 58,765519 58,7649 58,7638

SNR(dB) alcanzada por el frente digital para distintas precisiones

con filtros implementados por descomposicion polifasica

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Implementacion logica

Transceiver OFDM implementado en FPGA

Transmisor Receptor

Plataforma de desarrollo:

Virtex-5 OpenSPARC Evaluation Platform

FPGA Xilinx Virtex R©-5 XC5VLX110T

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Implementacion logica

Optimizacion de los recursos logicos

Optimizacion de los recursos logicos

La utilizacion de recursos logicos depende de la arquitectura elegida:

Aritmetica Distribuida: Look-Up Tables, sumas o restas, y desplazamientos.

DSP48E Slices: segmentos dedicados a operaciones de DSP.

y de los parametros del sistema:

Ordenes de los filtros.

Precision de la senal que entra a los filtros.

Precision de los coeficientes de los filtros.

Precision de la senal que entra a los mezcladores IQ.

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Implementacion logica

Implementacion en FPGA

FPGA Xilinx Virtex-5 XC5VLX110T

Descomposicion polifasica de interpolador y decimador.

Implementacion multistage en todos los filtros.

Orden de filtros equivalente a 320.

Coeficientes de filtros de 16 bits de precision.

Aritmetica Distribuıda y DSP48E.

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Conclusiones

Conclusiones

Se propuso un diseno para el frente digital.

Se analizaron para cada etapa que lo compone las distintas soluciones aplicables.

Se evaluo la performance alcanzada por el equipo para etapa de diseno.

Y se obtuvo un diseno del frente digital completo:

Totalmente implementable en la placa Virtex-5 XC5VLX110T.

Combinando distintas tecnicas de diseno de filtros digitales.

Utilizando distintas arquitecturas de hardware.

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Conclusiones

¿Preguntas?