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SIMULATION OF CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS FOR A LOCAL AREA NETWORK OVER POWERLINE

SIMULATION OF CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS FOR A LOCAL AREA NETWORK OVER POWERLINE. Ademar Luiz Pastro , Eduardo Parente Ribeiro Universidade Federal do Paraná - UFPR. Sumário:. Introdução Objetivo Configuração proposta Metodologia Resultados Conclusões. Introdução:.

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SIMULATION OF CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS FOR A LOCAL AREA NETWORK OVER POWERLINE

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Presentation Transcript

  1. SIMULATION OF CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS FOR A LOCAL AREA NETWORK OVER POWERLINE Ademar Luiz Pastro, Eduardo Parente Ribeiro Universidade Federal do Paraná - UFPR

  2. Sumário: • Introdução • Objetivo • Configuração proposta • Metodologia • Resultados • Conclusões

  3. Introdução: A rede elétrica representa um meio atrativo para implementação de uma rede local • Está presente em todas as instalações prediais • Quase todos os equipamentos elétricos estão ligados à rede • Não há necessidade da instalação de infraes-trutura adicional de cabeamento

  4. Histórico: • A propagação de sinais de telecomunicações através da rede elétrica é conhecida há mais de 100 anos • Abertura e desregulamentação (década de 90) • Concessionárias iniciaram pesquisas em novas tecnologias, como fator de competitividade • Tecnologia: CDMA x OFDM

  5. Áreas de aplicação: • Acesso à Internet • Serviços da Concessionária de Distribuição de Energia • Automação Residencial • Automação Comercial • Automação Industrial

  6. Objetivo: • Avaliação da implementação de uma rede local (LAN) sobre a rede elétrica, utilizando CDMA • Proposta de uma configuração que permita comunicação simultânea • Avaliação da capacidade, através de simulações

  7. Espalhamento de Espectro: Características • Alta imunidade à interferência intencional ou não intencional • Possibilita acesso múltiplo numa mesma faixa de freqüências • A largura da faixa utilizada é muitas vezes maior que a largura da faixa do sinal que contém a informação (B = N . R)

  8. Espalhamento de Espectro: Taxa = 1000bps FS = 16000Hz N= 8

  9. sinal binário: 1010 PN N·Tc bt 1 Tb 1 t t -1 Tc -1 seqüência PN: 1001110 s 1 t -1 sinal espalhado Espalhamento através da Seqüência Direta (PN)

  10. Rc(τ) 1 0 τ N·Tc 1/N Tc -N·Tc -Tc Autocorrelação para uma sequência m:

  11. y 1 2 3 0/1 0/1 0/1 mux Seqüência Gold 1 2 3 x Sequências Gold: Um conjunto de N + 2 Sequências Gold pode ser obtido a partir de 2 sequências m de comprimento N.

  12. Fibra ótica AT R C Rede Externa UE1 UEp-1 UE4 UE3 UEp-1 UE2 R UEp R UI1 UIb Rede Interna Rede Interna UI3 UI2 UIk-1 UIa UIk Configuração proposta para a LAN:

  13. Mensagem: a→b Configuração proposta para a LAN: Rede Interna R UI1 UIb Rede Interna UI3 UI2 UIk-1 UIa UIk

  14. Mensagem com código Comum Endereço Lógico de b Código Espalhamento de a b recebe a mensagem Responde enviando seu código de Espalhamento Configuração proposta para a LAN: Rede Interna R UI1 UIb Rede Interna UI3 UI2 UIk-1 UIa UIk

  15. Configuração proposta para a LAN: Rede Interna R UI1 UIb Rede Interna Canal exclusivo entre a e b UI3 UI2 UIk-1 UIa UIk

  16. Configuração proposta para a LAN: Rede Interna R UI1 UIb Rede Interna UI3 UI2 UIk-1 UIa UIk

  17. Topologia proposta para a LAN: Rede Interna Roteador entre as redes interna e externa R UI1 UIb Rede Interna UI3 UI2 UIk-1 UIa UIk

  18. Topologia proposta para a LAN: Rede externa Fibra ótica AT C R Rede Externa UE1 UEp-1 UE4 UE3 UEp-1 UE2 R UEp • Concentrador (ou roteador) envia mensagem utilizan-do código de espalhamento da unidade de destino • Unidades enviam mensagem ao concentrador utili-zando código de espalhamento do concentrador

  19. bk b1 bn PNk PNn PN1 sk sn s1 fc fc fc Modulador Modulador Modulador mk m1 mn . . . . . . . . . . Rede Elétrica Filtro rn fc Demodul. dn Correlator PNn bn CDMA: Esquema Acoplamento

  20. r(t-2Tc) r(t-(N-1)Tc) r(t) r(t-Tc) Tc Tc Tc Tc · · · pn0 pn1 pnN-2 pnN-1 + Rc CDMA: Correlator / Autocorrelação N = 31

  21. CDMA: Autocorrelação para N = 127

  22. Geração do sinal binário b1 Espalhamento do espectro s1 Modulação (BPSK) m1 Geração do sinal binário Espalhamento do espectro sn Modulação (BPSK) ms srs Demodulação dn Recuperação do sinal bn bn mn Sinal binário r Adição de ruído (AWGN/rede) Geração do sinal binário bk Espalhamento do espectro sk Modulação (BPSK) mk Modelo utilizado:

  23. Validação: Teoria x Simulação

  24. Resultados: Teoria x Simulação Lam, Tantarana,Theory and Applications of Spread Spectrum Systems”, IEEE, 1994

  25. Resultados: Taxa de erro de bits

  26. Resultados: Taxa de erro de bits

  27. Conclusões: • Foi proposta uma configuração para uma rede local sobre a rede elétrica utilizando CDMA. • O modelo proposto foi simulado, com objetivo de avaliar o número de usuários que podem compartilhar simultaneamente a rede. • A taxa de erro para um canal com ruído medido foi maior do que ataxa de erro para um canal sujeito ao ruído branco. • Os resultados das simulações mostraram a viabilidade da configuração proposta sobre a rede elétrica, utilizando CDMA.

  28. Conclusões taxa de erro de bit < 10-4

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