Tesis doctoral de Josep Oriol Font Bach
La presente tesis doctoral tiene como objetivo principal abordar varios retos que se presentan en el diseño digital en banda base para sistemas de comunicación inalámbrica modernos y futuros. La rápida evolución que han experimentado las comunicaciones inalámbricas ha estado promovida por el objetivo de proveer de servicios omnipresentes capaces de garantizar un elevado rendimiento y fiabilidad, a la vez que se satisface el creciente requerimiento para la reutilización eficiente del espectro radioeléctrico. Con el fin de hacer frente a los requisitos de rendimiento siempre crecientes, varios investigadores han propuesto sofisticados esquemas de capa física (phy), capaces de acomodar un elevado ancho de banda, incluyendo también el uso de técnicas multi-antena (mimo) y mejorando la eficiencia espectral mediante principios de gestión de la interferencia. la combinación de esquemas mimo con la multiplexación por división de frecuencias ortogonales (ofdm) ofrece un medio flexible para la implementación de la capa física de sistemas de comunicación inalámbrica modernos. Esto es debido a su potencial para proveer de una mayor capacidad de canal y protección frente los diferentes retardos y pérdidas introducidas por las transmisiones sobre canales multi-trayectoria. Un esquema mimo que permite capitalizar los beneficios de la diversidad es el de lazo cerrado, donde el receptor provee información sobre el estado del canal (csi). El transmisor explota la csi para adaptar la transmisión dinámicamente y así poder aprovechar completamente las capacidades de la tecnología mimo-ofdm. el elevado rendimiento y capacidades flexibles de la capa física de los sistemas mimo-ofdm implican un aumento de la carga computacional en banda base. Consecuentemente, se requiere de innovación en varios estratos para pasar de la descripción de alto nivel del sistema a su realización digital. Concretamente, es necesario utilizar técnicas de diseño digital innovadoras que tengan como objetivo maximizar el paralelismo y la reutilización de recursos para la implementación de los algoritmos de procesamiento digital de señal (dsp). los dispositivos matriz de puertas programables (fpga) se escogieron para realizar los desarrollos de la tesis. Cuando se considera la implementación en tiempo real de arquitecturas a medida de alto rendimiento para el dsp, las fpgas proveen de alta capacidad computacional y flexibilidad, ofreciendo así un entorno ideal para la validación experimental de técnicas innovadoras de diseño a nivel de transferencia de registros (rtl). un aspecto importante del prototipado de capa física que se presenta es la utilización de condiciones realistas de operación, de especificaciones de hardware y de condiciones de propagación en canales móviles. Esto fue posible gracias a la utilización del banco de pruebas gedomis, que permite el prototipado completo en tiempo real de sistemas mimo. para soportar el complejo ciclo de desarrollo se introdujo una metodología iterativa de diseño, implementación y verificación, cubriendo todos los pasos desde la definición de los requerimientos del sistema hasta la validación exhaustiva de los prototipos resultantes. la contribución central de la tesis es la simplificación y optimización de varias operaciones de dsp que forman parte de bloques arquitecturales de la banda base de los sistemas ofdm modernos. Esto no solo permitió satisfacer los estrictos requisitos de rendimiento impuestos por su operación en tiempo real, sino que ha posibilitado la reutilización inteligente, compartición o paralelización de los recursos de procesamiento y almacenamiento provistos por los dispositivos fpga utilizados. dos casos de uso detallan esta contribución central. El primero es un esquema mimo de lazo cerrado, basado en el estándar wimax móvil y empleando un mecanismo de selección de antena transmisora (tas). El segundo es un esquema de gestión de la interferencia en un escenario macro-celda/femto-celda basado en el estándar lte.
Datos académicos de la tesis doctoral «Digital design and experimental validation of high-performance real-time ofdm systems«
- Título de la tesis: Digital design and experimental validation of high-performance real-time ofdm systems
- Autor: Josep Oriol Font Bach
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 26/07/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Antonio Pascual Iserte
- Tribunal
- Presidente del tribunal: christoph Mecklenbrí¤ukler
- Javier Vía rodríguez (vocal)
- (vocal)
- (vocal)