Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA
Η παροχή ασύρματης επικοινωνίας σε συνθήκες υψηλής κινητικότητας μεταξύ πομπού και δέκτη, όπως είναι το περιβάλλον οχημάτων, είναι μια νέα πρόκληση που απορρέει από την ανάγκη για αξιόπιστη ασύρματη πρόσβαση στις πιο πρακτικές ρεαλιστικές καταστάσεις. Στα σύγχρονα επικοινωνιακά συστήματα χρειάζεται...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2016
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/9168 |
| id |
nemertes-10889-9168 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-91682022-09-05T13:56:01Z Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA Παππάς, Κωνσταντίνος Παλιουράς, Βασίλειος Παλιουράς, Βασίλειος Pappas, Konstantinos Ασύρματα κανάλια επικοινωνιών Συστήματα MIMO Wireless communication channels Multipath fading wireless channel 621.382 4 Η παροχή ασύρματης επικοινωνίας σε συνθήκες υψηλής κινητικότητας μεταξύ πομπού και δέκτη, όπως είναι το περιβάλλον οχημάτων, είναι μια νέα πρόκληση που απορρέει από την ανάγκη για αξιόπιστη ασύρματη πρόσβαση στις πιο πρακτικές ρεαλιστικές καταστάσεις. Στα σύγχρονα επικοινωνιακά συστήματα χρειάζεται η απόδειξη της ορθής τους λειτουργίας υπό ρεαλιστικές συνθήκες και σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Η εξομοίωση μέσω εργαλείων λογισμικού δεν παράγει αποτελέσματα σε πραγματικό χρόνο και είναι επιπρόσθετα αρκετά χρονοβόρα. Κατά συνέπεια, γίνεται αναγκαία η προσομοίωση των επικοινωνιακών συστημάτων σε υλικό. Στην παρούσα διπλωματική εργασία υλοποιήσαμε ένα σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών πολλαπλών διαδρομών με διαλείψεις (fading) βασισμένο σε FPGA. Το μοντέλο που χρησιμοποιήσαμε για την προσομοίωση εφαρμόζεται κυρίως σε κανάλια όπου το περιβάλλον διάδοσης του σήματος αλλάζει με πολύ γρήγορο ρυθμό, κατάλληλο δηλαδή για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων, και αναφέρεται σε κανάλια επικοινωνίας όπου τόσο ο πομπός όσο και δέκτης έχουν από μια κεραία (SISO σύστημα). Ωστόσο, μπορεί πολύ εύκολα να επεκταθεί και σε MIMO συστήματα, δηλαδή σε συστήματα που έχουμε περισσότερους από έναν συνδέσμους επικοινωνίας. Ο σχεδιασμός του συστήματος έγινε με τη χρήση παραμετρικού κώδικα VHDL προκειμένου να είναι δυνατή η προσομοίωση πολλών διαφορετικών καναλιών. Η υλοποίηση του συστήματος σε κατάλληλο FPGA έγινε μέσω του εργαλείου σύνθεσης Vivado Design Suite της Xilinx, ενώ για την επαλήθευση της ορθής του λειτουργίας σχεδιάστηκε ένα μοντέλο αναφοράς σε γλώσσα Matlab. Κύριος στόχος είναι το σύστημα να χαρακτηρίζεται από χαμηλή πολυπλοκότητα σχεδίασης, ευελιξία ως προς τις δυνατότητες εφαρμογής του και υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Providing wireless communication in high mobility scenarios between transmitter and receiver, such as vehicular environment, is a new challenge derived from the necessity to guarantee wireless access in the most practical real situations. In modern communication systems the proof of the proper function under realistic conditions and in different environments is needed. The simulation through software tools does not produce results in real time and is additionally quite lengthy. Consequently, the simulation of communication systems in hardware becomes necessary. This thesis deals with the implementation of an emulation system for multipath fading wireless channels based on FPGA. The model used for the simulation is mainly applied in channels where the signal propagation environment is changing at a very fast pace, i.e. suitable for applications on communication between vehicles, and is referred to channels where both the transmitter and receiver have only one antenna (Single input – Single output). However, it could easily be extended to Multiple inputs – Multiple outputs (MIMO) systems, i.e. systems that have more than one communication links. The design of the emulation system was accomplished using parametric VHDL code to enable the simulation of several different channels. The Synthesis tool that was used for the system’s implementation in a suitable FPGA was the Vivado Design Suite of Xilinx. Moreover, in order to verify the proper operation of the system, a reference model was designed in Matlab. The main objectives were a system characterized by low design complexity, flexibility in its applicability and high data rate. 2016-03-02T12:00:47Z 2016-03-02T12:00:47Z 2015-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/9168 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ασύρματα κανάλια επικοινωνιών Συστήματα MIMO Wireless communication channels Multipath fading wireless channel 621.382 4 |
| spellingShingle |
Ασύρματα κανάλια επικοινωνιών Συστήματα MIMO Wireless communication channels Multipath fading wireless channel 621.382 4 Παππάς, Κωνσταντίνος Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA |
| description |
Η παροχή ασύρματης επικοινωνίας σε συνθήκες υψηλής κινητικότητας μεταξύ πομπού και δέκτη, όπως είναι το περιβάλλον οχημάτων, είναι μια νέα πρόκληση που απορρέει από την ανάγκη για αξιόπιστη ασύρματη πρόσβαση στις πιο πρακτικές ρεαλιστικές καταστάσεις. Στα σύγχρονα επικοινωνιακά συστήματα χρειάζεται η απόδειξη της ορθής τους λειτουργίας υπό ρεαλιστικές συνθήκες και σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Η εξομοίωση μέσω εργαλείων λογισμικού δεν παράγει αποτελέσματα σε πραγματικό χρόνο και είναι επιπρόσθετα αρκετά χρονοβόρα. Κατά συνέπεια, γίνεται αναγκαία η προσομοίωση των επικοινωνιακών συστημάτων σε υλικό.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία υλοποιήσαμε ένα σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών πολλαπλών διαδρομών με διαλείψεις (fading) βασισμένο σε FPGA. Το μοντέλο που χρησιμοποιήσαμε για την προσομοίωση εφαρμόζεται κυρίως σε κανάλια όπου το περιβάλλον διάδοσης του σήματος αλλάζει με πολύ γρήγορο ρυθμό, κατάλληλο δηλαδή για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων, και αναφέρεται σε κανάλια επικοινωνίας όπου τόσο ο πομπός όσο και δέκτης έχουν από μια κεραία (SISO σύστημα). Ωστόσο, μπορεί πολύ εύκολα να επεκταθεί και σε MIMO συστήματα, δηλαδή σε συστήματα που έχουμε περισσότερους από έναν συνδέσμους επικοινωνίας.
Ο σχεδιασμός του συστήματος έγινε με τη χρήση παραμετρικού κώδικα VHDL προκειμένου να είναι δυνατή η προσομοίωση πολλών διαφορετικών καναλιών. Η υλοποίηση του συστήματος σε κατάλληλο FPGA έγινε μέσω του εργαλείου σύνθεσης Vivado Design Suite της Xilinx, ενώ για την επαλήθευση της ορθής του λειτουργίας σχεδιάστηκε ένα μοντέλο αναφοράς σε γλώσσα Matlab. Κύριος στόχος είναι το σύστημα να χαρακτηρίζεται από χαμηλή πολυπλοκότητα σχεδίασης, ευελιξία ως προς τις δυνατότητες εφαρμογής του και υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. |
| author2 |
Παλιουράς, Βασίλειος |
| author_facet |
Παλιουράς, Βασίλειος Παππάς, Κωνσταντίνος |
| format |
Thesis |
| author |
Παππάς, Κωνσταντίνος |
| author_sort |
Παππάς, Κωνσταντίνος |
| title |
Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA |
| title_short |
Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA |
| title_full |
Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA |
| title_fullStr |
Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA |
| title_full_unstemmed |
Σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε FPGA |
| title_sort |
σύστημα προσομοίωσης ασύρματων καναλιών για εφαρμογές επικοινωνιών οχημάτων βασισμένο σε fpga |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/9168 |
| work_keys_str_mv |
AT pappaskōnstantinos systēmaprosomoiōsēsasyrmatōnkanaliōngiaepharmogesepikoinōniōnochēmatōnbasismenosefpga |
| _version_ |
1771297238443622400 |
