El diseño del transmisor CCSDS 131.2-B-1 en FPGA con esquemas de codificación y modulación adaptativos para comunicaciones satelitales
Autores: Lamoral Coines, Adrián; Jiménez, Víctor P. Gil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
El diseño del transmisor CCSDS 131.2-B-1 en FPGA con esquemas de codificación y modulación adaptativos para comunicaciones satelitales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Comunicaciones por satélite
Procesamiento de señales
Transmisor
Modulación
Codificación
FPGA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Las comunicaciones por satélite son un área de investigación bien establecida en la que la principal innovación de la última década ha sido el uso de modulaciones de múltiples portadoras y técnicas de codificación de canal más robustas. Sin embargo, en los últimos años, se ha comenzado a desarrollar un nuevo procesamiento de señales avanzado para estas comunicaciones debido al aumento en la capacidad de procesamiento de señales de los transmisores y receptores. Aunque las capacidades de procesamiento de señales están aumentando, siguen estando limitadas por grandes restricciones porque estas técnicas deben implementarse en hardware real, lo que convierte a la complejidad en un asunto de importancia crítica. Por lo tanto, este documento presenta el diseño e implementación de un transmisor con codificación y modulación adaptables en una matriz de compuertas programable en campo (FPGA). La principal motivación provino del estándar CCSDS 131.2-B-1 que recomienda que dicho transmisor novedoso, que hasta la fecha no se ha implementado en un sistema real. El sistema fue modelado por MATLAB con el propósito de ser programado en VHDL siguiendo el protocolo AXI-stream entre componentes. Se obtuvieron resultados de simulación de comportamiento en VIVADO y se compararon con MATLAB con fines de verificación. El circuito lógico del transmisor fue sintetizado en un FPGA Zynq Ultrascale RFSoC ZU28DR, mostrando un bajo consumo de recursos y un funcionamiento correcto, lo que nos lleva a concluir que el despliegue de nuevos sistemas de comunicación en hardware de vanguardia en comunicaciones por satélite está justificado.
Descripción
Las comunicaciones por satélite son un área de investigación bien establecida en la que la principal innovación de la última década ha sido el uso de modulaciones de múltiples portadoras y técnicas de codificación de canal más robustas. Sin embargo, en los últimos años, se ha comenzado a desarrollar un nuevo procesamiento de señales avanzado para estas comunicaciones debido al aumento en la capacidad de procesamiento de señales de los transmisores y receptores. Aunque las capacidades de procesamiento de señales están aumentando, siguen estando limitadas por grandes restricciones porque estas técnicas deben implementarse en hardware real, lo que convierte a la complejidad en un asunto de importancia crítica. Por lo tanto, este documento presenta el diseño e implementación de un transmisor con codificación y modulación adaptables en una matriz de compuertas programable en campo (FPGA). La principal motivación provino del estándar CCSDS 131.2-B-1 que recomienda que dicho transmisor novedoso, que hasta la fecha no se ha implementado en un sistema real. El sistema fue modelado por MATLAB con el propósito de ser programado en VHDL siguiendo el protocolo AXI-stream entre componentes. Se obtuvieron resultados de simulación de comportamiento en VIVADO y se compararon con MATLAB con fines de verificación. El circuito lógico del transmisor fue sintetizado en un FPGA Zynq Ultrascale RFSoC ZU28DR, mostrando un bajo consumo de recursos y un funcionamiento correcto, lo que nos lleva a concluir que el despliegue de nuevos sistemas de comunicación en hardware de vanguardia en comunicaciones por satélite está justificado.