Diseño de un sistema de transmisión/recepción basado en OFDM para comunicaciones PLC de banda ancha

Abstract

En el presente trabajo se realizó el diseño en hardware de una arquitectura de un sistema de transmisión-recepción de banda ancha orientado a comunicaciones por las redes eléctricas (power line communications, PLC), basado en el esquema de modulación FFT-OFDM e inspirado en el modelo de capa física del estándar IEEE 1901. La arquitectura fue descrita mediante lenguaje de descripción de hardware VHDL, para su posterior implementación en un dispositivo FPGA. El sistema diseñado consta de dos módulos principales: el transmisor y el receptor. El primero se encarga de generar una señal OFDM a partir de una trama de entrada de 4096 bits, mientras que el segundo realiza el proceso inverso, es decir, decodifica una trama de 4096 bits a partir de una señal OFDM recibida. Para los procesos de modulación y demodulación, se emplean núcleos de IFFT y FFT de 4096 puntos, y se utiliza el esquema QPSK para la codificación de cada una de las subportadoras. Asimismo, ambos módulos, transmisor y receptor, cuentan con mecanismos de codificación y corrección de errores, a fin de reducir la propagación de los mismos en los paquetes de datos transmitidos. La descripción en VHDL del sistema de transmisión-recepción diseñado fue sintetizada, utilizando las herramientas del software ISE 14.4 de Xilinx®, para el dispositivo FPGA Spartan-6 XC6SLX45. Entre los resultados obtenidos, destaca que la máxima frecuencia de operación alcanzada por el sistema es de 107,68 MHz. Asimismo, en simulaciones realizadas de la operación del sistema en presencia de modelos de ruido periódico síncrono y ruido periódico asíncrono, se obtuvieron cero errores para valores de SNR mayores a 11 dB.