Συντάχθηκε 27-11-2015 09:32
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
ΝΙΚΟΛΑΟΥ ΚΑΡΑΜΟΛΕΓΚΟΥ
με θέμα
Υλοποίηση κατανεμημένου αλγορίθμου Alamouti σε OFDM σύστημα χρησιμοποιώντας USRP N200
Implementation of distributed Alamouti space time code in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system using USRP N200
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Αθανάσιος Λιάβας (επιβλέπων)
Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Καρυστινός
Καθηγητής Μιχαήλ Πατεράκης
Περίληψη
Το Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) είναι μια τεχνική διαμόρφωσης η οποία πλέον χρησιμοποιείται τόσο στις ενσύρματες όσο και στις ασύρματες επικοινωνίες, διότι αποτελεί αποτελεσματική λύση για την αντιμετώπιση της ενδο-συμβολικής παρεμβολής που προκαλείται λόγω του καναλιού. Στις ασύρματες επικοινωνίες χρησιμοποιώντας την ιδέα της παράλληλης μετάδοσης των συμβόλων μπορούμε να επιτύχουμε ποιοτικότερη μετάδοση με υψηλό ρυθμό μετάδοσης. Το OFDM αποτελεί μία από τις τεχνικές για παράλληλη μετάδοση. Συγκεκριμένα, το OFDM διαιρεί το διαθέσιμο εύρος ζώνης σε ορθογώνιους υποφορείς τους οποίους χρησιμοποιεί ώστε να μεταδώσει τα σύμβολα. Επίσης, είναι μία τεχνική πολυπλεξίας η οποία χρησιμοποιείται ευρέως σε τηλεπικοινωνιακά συστήματα όπως το 4G, τα ασύρματα τοπικά δίκτυα (LAN) και την ψηφιακή τηλεόραση (DTT).
Τα συστήματα πολλαπλών εισόδων και εξόδων (MIMO) είναι συστήματα πολλαπλών κεραιών στον πομπό ή/και στον δέκτη. Με τα MIMO συστήματα μπορούμε να ενισχύσουμε σημαντικά την απόδοση ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Οι παραπάνω βαθμοί ελευθερίας, που προσφέρονται από τις πολλαπλές κεραίες, οδηγούν στην αύξηση του ρυθμού μετάδοσης μέσω της χωρική πολυπλεξίας και παράλληλα με την χρήση τεχνικών space-time coding, προσφέρουν μεγαλύτερη τάξη διαφοροποίησης.
Σε αυτήν την διπλωματική, συνδυάσαμε το OFDM με MIMO συστήματα. Συγκεκριμένα, σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε ένα OFDM σύστημα σε USRP, με δύο πομπούς και έναν δέκτη χρησιμοποιώντας τον κώδικα Alamouti. Αρχικά, υλοποιήσαμε σε OFDM έναν πομπό και έναν δέκτη χρησιμοποιώντας Matlab και GNU radio και στην συνέχεια τους υλοποιήσαμε σε C++ ώστε η επεξεργασία να γίνεται σε πραγματικό χρόνο. Οι δύο πομποί τροποποιούν τα δεδομένα σύμφωνα με τον κώδικα Alamouti και τα μετέδιδαν ταυτόχρονα. Ο δέκτης, στην συνέχεια, επεξεργάζεται το λαμβανόμενο σήμα ώστε να ανιχνεύσει τα σύμβολα τα οποία μεταδόθηκαν. Τέτοιου είδους επεξεργασία είναι ο συγχρονισμός στον χρόνο, η αναίρεση του CFO και η εκτίμηση των καναλιών. Οι πομποδέκτες αποτελούνται από τα USRP N200. Κλείνοντας, παρουσιάζουμε κάποιες μετρήσεις για το SNR και το BER.
Abstract
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a modulation technique
which is now used in most wired and wireless communication systems, because it is
an effective solution to cope with intersymbol interference caused by the channel.
In wireless communication, the concept of parallel transmission of symbols is used
to achieve high throughput and better transmission quality. OFDM is one of the
techniques for parallel transmission. OFDM splits the total transmission band-
width into a number of orthogonal subcarriers in order to transmit the symbols
using these subcarriers in parallel. It is a widely used modulation and multiplexing
technology, which has become the basis of many telecommunications standards in-
cluding 4G, wireless local area networks (LANs), digital terrestrial television (DTT)
and digital radio broadcasting in much of the world.
Multiple-input multiple-output (MIMO) technology significantly enhances sys-
tem performance. The extra degrees of freedom afforded by the multiple antennas
can be used for increasing bit rates through spatial multiplexing or for improved
diversity order through space-time coding techniques.
In this thesis, we combine OFDM and MIMO systems. Specifically, we design
and implement an OFDM system with two transmitters and one receiver with
Alamouti space time code (STC) using USRP. At the beginning, we create an
OFDM transmitter and receiver with N subcarriers in Matlab and GNU radio and
then we build it using C++ for real time processing. The two transmitters modify
the data, as described, by Alamouti STC and they send them simultaneously. The
receiver has to receive and process the data in order to detect the transmitted
symbols. Time synchronization, CFO cancellation and channel estimation are such
processes. The transmitters are two USRPs N200, which were synchronized to send
the Alamouti symbols at the same time. Also, the receiver is a USRP N200. Before
the Alamouti scheme, we implemented an OFDM system with one transmitter and
one receiver. Finally, we measure some performance metrics, like SNR and BER.
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, Αίθουσα 2041, Πολυτεχνειούπολη
Έναρξη: 30/11/2015 10:00
Λήξη: 30/11/2015 11:00
