Diseño e implementación en FPGA de un módem de banda base para redes inalámbricas de sensores.
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2012
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Abstract
Diversos avances tecnológicos han permitido el desarrollo de dispositivos microelectrónicos altamente eficientes y de muy bajo costo. En los últimos años, esta tecnología ha sido utilizada para desarrollar pequeños microcontroladores, transceptores de radio y sensores para medir variables físicas, cada uno de ellos en un solo circuito integrado. La combinación de estos componentes en un nodo ha establecido un área de desarrollo en comunicaciones que emerge rápidamente, conocida como redes inalámbricas de sensores. Las aplicaciones de redes de sensores requieren que los nodos operen aisladamente y para extender su vida útil es importante minimizar el consumo energético de las comunicaciones entre nodos. La incorporación de tecnología de múltiples antenas en transmisión y recepción permitiría disminuir el consumo energético de un enlace manteniendo su desempeño, solución que hasta ahora no ha sido explorada.
El diseño de un nodo con múltiples antenas requiere, entre otros, de un módem capaz de interactuar con múltiples radios bajo restricciones de consumo energético y tamaño. Esta tesis describe el diseño e implementación de un módem en banda base que opera en conjunto con un microcontrolador y un módulo de radiofrecuencia. El diseño permite al módem integrarse con sistemas de transmisión y recepción con múltiples antenas, utilizar distintos esquemas de modulación y operar a tasa de datos variable. Un conjunto de simulaciones computacionales permitieron verificar el correcto funcionamiento del módem, y adicionalmente se corroboró su operación implementando el hardware en una FPGA de desarrollo. Entre los trabajos futuros se propone conectar el módem implementado en FPGA a un microcontrolador y uno o más módulos de radiofrecuencia.
El diseño de un nodo con múltiples antenas requiere, entre otros, de un módem capaz de interactuar con múltiples radios bajo restricciones de consumo energético y tamaño. Esta tesis describe el diseño e implementación de un módem en banda base que opera en conjunto con un microcontrolador y un módulo de radiofrecuencia. El diseño permite al módem integrarse con sistemas de transmisión y recepción con múltiples antenas, utilizar distintos esquemas de modulación y operar a tasa de datos variable. Un conjunto de simulaciones computacionales permitieron verificar el correcto funcionamiento del módem, y adicionalmente se corroboró su operación implementando el hardware en una FPGA de desarrollo. Entre los trabajos futuros se propone conectar el módem implementado en FPGA a un microcontrolador y uno o más módulos de radiofrecuencia.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012