Modelado de la capa f´ısica para la especificación PRIME y estudio

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
PROYECTO FIN DE CARRERA
Ingeniero de Telecomunicación
Modelado de la capa fı́sica para la
especificación PRIME y estudio
del comportamiento frente al
ruido
Autor: Jesús Miguel Cecilia Martı́nez
Tutor: Dr. D. Vicente Baena Lecuyer
Sevilla, Junio 2014
Dedicado a mis padres,
mi hermana y Victoria.
I
Agradecimientos
Este proyecto no es más que un punto de desenlace en una gran etapa de mi
vida, la universitaria, que ha durado varios años y que ha estado marcada por una
gran variedad de experiencias y personas.
Todavı́a me acuerdo la primera vez que entre en la Escuela de Ingenieros con mi
padre, hace cosa de cinco años aproximadamente, a echar mi primera matrı́cula.
Recuerdo perfectamente cuando, estando en la cola de secretarı́a, habı́a una chica
recogiendo su tı́tulo de la carrera, a lo que mi padre dijo: “Sin que te des cuenta,
ya mismo estás tú ahi”. Es por eso que a los primeros que tengo que agradecer
es a mis padres, por darme ese apoyo que me ha aportado las fuerzas necesarias
para seguir hasta el final. Agradecerles ese dı́a a dı́a que han hecho más fáciles
mis sesiones de estudio ası́ como mis temporadas de exámenes, y en definitiva,
por el hecho de estar ahi y tener esa paciencia conmigo. Al fin y al cabo, soy
quien soy y estoy donde estoy gracias a ellos. Y es inevitable hablar de mis padres sin acordarme de mi hermana, a quien también tengo mucho que agradecer
y que ella sabe que aprecio mucho ya que, mi vida sin ella no hubiera sido la misma.
Hay otra persona, a parte de mi familia y que la considero como tal, que
ha marcado mi trayectoria en estos años y que ha sido mi punto de apoyo en
numerosas ocasiones tanto dentro como fuera de la carrera. Una persona que si
no hubiera estado junto a mı́, estoy seguro que yo no hubiera llegado hasta aquı́.
Alguien que se ha convertido en una persona muy especial para mı́ y con quien he
compartido muchas vivencias. Tantas cosas tendrı́a que agradecer a mi pareja que
nunca acabarı́a. Gracias Victoria.
II
Resumen
Este proyecto tiene como objetivo presentar las bases de un estándar de comunicaciones de lineas de potencia basadas en OFDM, concretamente las referentes
de la especificación para PRIME (PoweRline Intelligent Metering Evolution). Como segunda parte, una vez sentadas las bases teóricas, el proyecto estará centrado
en su implementación en el simulador matemático MatLab.
El comienzo del proyecto se inicia con un capı́tulo introductorio en el que se
hace una visión de la estructura de la especificación PRIME y una descripción
general sobre qué es, y en qué consiste OFDM.
En el capı́tulo dos se entra ya de lleno en la teorı́a del núcleo del proyecto:
la capa fı́sica PHY. Se comienza viendo los parámetros fı́sicos que caracterizan a
este nivel y posteriormente se entra en la estructura de la trama que se maneja en
esta capa más baja, es decir, de qué campos está compuesto y cómo se obtienen
para formar la PHY Frame. A continuación, se verá cada uno de los sub-bloques
que manejan las PHY Frames y que en conjunto forman el bloque del transmisor
ası́ como su recı́proco en el receptor (función que desempeñan, caracterı́sticas, estructura, implementación, etc.).
Posteriormente, en el capı́tulo tres, se pone en práctica lo visto en el capı́tulo
anterior, y qué mejor manera de entender el funcionamiento de la capa fı́sica PHY
de PRIME que simularlo mediante su implementación en MatLab. Para ello se
ve por partes cada uno de los sub-bloques que componen el transmisor/receptor
con el código que lo implementa y una explicación de su funcionamiento. Una vez
visto cada uno de ellos, al final se explica el código que los unifica y forman los
bloques finales, y a continuación se muestra su ejecución: qué es lo que se le mete
a la entrada y cuál es la salida. Al acabar el capı́tulo se podrá comprobar que
efectivamente lo que se mete a la entrada del transmisor es exactamente lo que se
devuelve en el extremo del receptor.
En el capı́tulo anterior se trabaja en condiciones ideales en la transmisión de
III
los datos, y es en el capı́tulo cuatro donde se pone a prueba el sistema formado por
el transmisor y receptor “sumergiendo” los sı́mbolos transmitidos en ruido AWGN.
Aquı́ se hará un estudio del comportamiento del modelo frente al ruido mediante
la obtención de curvas BER (Bit Error Rate), para cada uno de los esquemas de
transmisión disponibles. Se explicará el proceso de obtención y se hará una comparativa para los distintos resultados obtenidos.
En el último capı́tulo, se hace una breve introducción y se muestran las principales diferencias de la versión de PRIME v1.4 con la del presente proyecto (v1.3.6).
IV