Συντάχθηκε 27-11-2015 09:28
από Esthir Gelasaki
Email συντάκτη: egelasaki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΑΘΑΝΑΣΙΟΥ ΓΚΙΟΛΙΑ
με θέμα
Υλοποιήση Τεχνικών Ευφυών Ραδιοφώνων με OFDM σε SDR πλατφόρμες USRP N200 και Εφαρμογή σε ένα γνωστικό ραδιο-δίκτυο
Implementation of Smart Radios with OFDM in SDR platform USRP N200 and Application in a Cognitive Radio Protocol
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Αθανάσιος Π. Λιάβας (επιβλέπων)
Καθηγητής Μιχαήλ Πατεράκης
Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Ν. Καρυστινός
Περίληψη
Η Ορθογώνια Πολυπλεξία Διαίρεσης Συχνότητας (OFDM) είναι μια μορφή διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται για πολλά από τα πιο σύγχρονα πρότυπα ασύρματων και τηλεπικοινωνιών. Η OFDM έχει υιοθετηθεί στο κομμάτι του Wi-Fi σε πρότυπα όπως τα 802.11a, 802.11n και 802.11ac. Επίσης, έχει επιλεγεί για τα πρότυπα κινητής τηλεφωνίας LTE / LTE-Α κι επιπλέον έχει υιοθετηθεί από άλλα πρότυπα όπως το WiMAX και πολλά περισσότερα. Ο συνδυασμός της υψηλής χωρητικότητας δεδομένων, υψηλής φασματικής απόδοσης και αντοχής στη διασυμβολική παρεμβολή ως αποτέλεσμα πολλαπλών μονοπατιών σημαίνει πως είναι ιδανικό για τις εφαρμογές δεδομένων που έχουν γίνει ένας σημαντικός παράγοντας στις σημερινές επικοινωνίες. Αφού η OFDM έχει αποκτήσει σημαντική παρουσία στην αγορά, είναι πολύ ενδιαφέρον να εξετάσουμε σε βάθος και να αποκτήσουμε σημαντική γνώση σε αυτό το κομμάτι των τηλεπικοινωνιών.
Αρχικά, ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να παρέχουμε μια πειραματική μελέτη μιας υλοποίησης OFDM αξιοποιώντας τα προγράμματα οδήγησης του Ettus UHD σε C++, USRP N200 και διάφορες μαθηματικές βιβλιοθήκες. Η αρχική κατασκευή λαμβάνει χώρα σε Matlab και GNURadio ενώ μετά από ενδελεχή έλεγχο μετατρέπεται στον αντίστοιχο κώδικα C++ που θα είναι σε θέση να χειριστεί την επεξεργασία των εισερχόμενων/εξερχόμενων πακέτων OFDM σε ζωντανό χρόνο. Στη συνέχεια, το ζεύγος πομπού-δέκτη θα ωθηθεί στα όρια του για να εξετάσει την ύπαρξη και τον υπολογισμό των τιμών ενός frequency selective fading καναλιού αντί ενός frequency flat fading καναλιού.
Δεύτερον, έχουμε την δημιουργία και μελέτη ενός πρωτοκόλλου χρονοθυρίδων με έναν κύριο πομπό (κύριος χρήστης – PU) κι έναν δευτερεύον πομποδέκτη (δευτερεύον χρήστης – SU) που λειτουργεί ως cognitive radio. Ο δευτερεύον χρήστης, μετά από αίσθηση του φάσματος, μεταδίδει πακέτα όταν ο κύριος χρήστης είναι ανενεργός, έτσι ώστε να κρατήσει όλες τις χρονοθυρίδες κατειλημμένες. Στη συνέχεια, η εφαρμογή τροποποιείται έτσι ώστε να μπορούν οι χρήστες να μεταδώσουν μια δυαδική εικόνα κι ένας δέκτης να επεξεργάζεται τα εισερχόμενα κομμάτια. Η επεξεργασία όλων των πακέτων γίνεται σε ζωντανό χρόνο και μας παρέχει την λαμβανόμενη εικόνα κάθε χρήστη στο τέλος της μετάδοσής του.
Abstract
Orthogonal Frequency Division Multiplexing or OFDM is a modulation format that is
being used for many of the latest wireless and telecommunications standards. OFDM
has been adopted in the Wi-Fi arena at standards like 802.11a, 802.11n, 802.11ac and
more. It has also been chosen for the cellular telecommunications standard LTE / LTE-
A and, in addition, it has been adopted by other standards such as WiMAX and many
more. The combination of high data capacity, high spectral efficiency, and its resilience
to intersymbol interference as a result of multi-path effects means that it is ideal for
the high data applications that have become a major factor in today’s communications
scene. Since OFDM has gained a significant presence in the wireless market place, it is
very interesting to examine it thoroughly and acquire a great amount of knowledge in
this area of telecommunications.
Firstly, the purpose of this thesis is to provide an experimental study of an OFDM im-
plementation utilizing the Ettus UHD drivers in C++, USRPs N200 and several math
libraries. The initial prototyping takes place in Matlab and GNURadio while after thorough testing, the code is converted into the corresponding C++ code that will be able to handle the incoming/outcoming OFDM packets’ processing in realtime. Afterwards, the transmitter-receiver set will be pushed to its limits in order to examine the existence and estimation of a frequency selective channel instead of a flat fading channel.
Secondly, we have the creation and study of a time slotted protocol with a master trans-
mitter(Primary User - PU) and a slave transceiver(Secondary User - SU) that acts as a
cognitive radio. The SU, after spectrum sensing, transmits packets when the PU is idle,
in order to keep all time-slots occupied. Next, this application is modified so that the
users can transmit a binary image and a receiver processes the incoming parts. The
processing of all the packets is done in realtime and provides us with the received image of each user in the end of his transmission.
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, Αίθουσα 2041, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Έναρξη: 30/11/2015 09:00
Λήξη: 30/11/2015 10:00
