Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Proyecto de I+D+i:
Diseño e implementación en Systems-on-Chip (SoC) de nuevas técnicas de acceso al medio para comunicaciones de última generación
Año:2013
Áreas de investigación
  • Tecnología electrónica y de las comunicaciones,
  • Sistema de comunicación
Datos
Descripción
La modulación multiportadora (MCM) basada en la transformada discreta de Fourier (DFT) ha sido la técnica de acceso al medio dominante en las comunicaciones de banda ancha fijas y nómadas (xDSL, Wi-Fi, WiMax, DAB, DVB, PLC, etc.) y recientemente también se ha propuesto su utilización en comunicaciones móviles (LTE y LTE-A, enlace descendente). MCM presenta grandes ventajas, como su efectividad para combatir los efectos del multitrayecto o los desvanecimientos selectivos en frecuencia, o la posibilidad de utilizar algoritmos de asignación de bits (bit loading) para mejorar el rendimiento del sistema con un incremento significativo de la tasa de transmisión por subportadora. Sin embargo, la MCM basada en la DFT no está exenta de inconvenientes: sensibilidad a la sincronización en tiempo y especialmente en frecuencia, elevada relación entre la potencia de pico y la potencia media (PAPR), y escasa discriminación frecuencial. Esto conlleva un mal comportamiento del sistema en entornos ruidosos fijos y móviles, especialmente con interferencias de banda estrecha. Como consecuencia de las anteriores limitaciones, diversos estándares contemplan ya la utilización de otro tipo de técnicas de acceso al medio. Éste es el caso del IEEE 1901 para PLC, que incluye bancos de filtros coseno modulado en la wavelet physical layer, o de LTE, que en enlace ascendente propone el uso de modulación de portadora única con acceso múltiple por división en frecuencia (single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA)). El objetivo general del proyecto de investigación consiste en buscar técnicas de acceso al medio para comunicaciones multiportadora y de portadora única con herramientas diferentes a la DFT, así como la definición de arquitecturas eficientes basadas en SoC para acometer su implementación en tiempo real. Para cumplir con dicho objetivo, se articula el proyecto en tres pilares fundamentales. (1) Incrementar la selectividad y la discriminación frecuencial, se propone el uso de bancos de filtros en configuración de transmultiplexador. En este tipo de sistemas se contemplará la transmisión de cada símbolo sin redundancia, aumentando la tasa efectiva de transmisión (throughput) del sistema. También se abordará el estudio de los anteriores cuando se emplea prefijo cíclico o rellenado de ceros, puesto que la inclusión de estos tipos de redundancia permite simplificar los procesos de igualación de canal y de sincronización. Como resultado de este primer bloque temático, se obtendrá un conjunto de técnicas más robustas en entornos ruidosos, que pueden proporcionar incluso mayor privacidad en las comunicaciones. (2) Se contempla la utilización de transformadas discretas trigonométricas (DTTs), pues resultados preliminares han mostrado que ofrecen una tasa de error de bit menor cuando existe desplazamiento en la frecuencia de portadora (CFO), situación bastante común en sistemas móviles debido al efecto Doppler. Tanto para los sistemas basados en bancos de filtros como en los que se empleen las DTTs, se contemplará el diseño de los mismos también para acceso múltiple, y se abordará el estudio de la igualación de canal, la sincronización, el PAPR o la métrica cúbica, así como la extensión de las técnicas de acceso para sistemas MIMO. (3) Teniendo en cuenta los posibles estándares objeto de aplicación de las técnicas desarrolladas, así como sus requerimientos de ancho de banda y regímenes binarios, se puede concluir la imposibilidad de realizar sistemas en tiempo real basados en soluciones únicamente software. Por ello, se definirán e implementarán en arquitecturas eficientes basadas en SoCs que permitan el diseño e integración de aceleradores hardware dedicados bajo la supervisión de un procesador de propósito general. Como resultado, las tecnologías obtenidas al ejecutar el proyecto de investigación se encontrarán en un punto próximo a la industrialización y comercialización, y la transferencia de tecnología resultará más accesible.
Internacional
No
Tipo de proyecto
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Entidad financiadora
Ministerio de Economía y Competitividad
Nacionalidad Entidad
ESPAÑA
Tamaño de la entidad
Desconocido
Fecha concesión
26/11/2012
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Participante: David Luengo Garcia (UPM)
  • Participante: Jose David Oses Del Campo (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Departamento: Ingeniería de Circuitos y Sistemas
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