Implementação da geração e detecção das sequências de treino 802.11p

Abstract

As comunica c~oes veiculares s~ao um campo da comunica c~ao r adio ainda pouco disseminado. O tipo de comunica c~oes efectuado no ^ambito veicular, at e agora, resume-se a um conjunto muito restrito de aplica c~oes, de entre as quais se destaca o tolling. No entanto, e dada a crescente necessidade de comunica c~oes nos mais variados cen arios, o grupo de standards IEEE 802.11 desenvolveu uma norma que permitir a comunica c~ao r adio com alta largura de banda em ambientes veiculares - a norma IEEE 802.11p. Um dos maiores problemas das comunica c~oes neste tipo de ambientes passa pela fraca qualidade do canal, bem como as suas caracter sticas bastante vari aveis. E neste ^ambito que surge a necessidade de implementa c~ao de um forte mecanismo de sincroniza c~ao e recupera c~ao das tramas transmitidas. A norma encontra-se munida de ferramentas capazes de auxiliar tanto a sincroniza c~ao no dom nio do tempo como no dom nio das frequ^encias. Contempla a utiliza c~ao de sequ^encias de treino bem de nidas e de portadoras piloto, capazes de incorporar sistemas de sincroniza c~ao potenciadores de uma comunica c~ao mais est avel. Com este trabalho, pretende-se desenvolver uma ferramenta capaz de, quando implementado num sistema completo de comunica c~oes veiculares, proceder a sincroniza c~ao no dom nio temporal. Num primeiro momento e, ap os o estudo da norma e das suas sequ^encias de treino, foi abordada a implementa c~ao da gera c~ao destas mesmas sequ^encias paralelamente ao processamento da trama completa, com o intuito de diminuir o impacto temporal que a sua sintetiza c~ao provocaria na cadeia de transmiss~ao. Posteriormente, foi implementado um modelo de gera c~ao de tramas e sincroniza c~ao das mesmas utilizando a biblioteca System Gen- erator do Simulink e o XtremeDSP Development Kit-IV, um kit de desenvolvimento constitu do por tr^es FPGAs da Xilinx. Esta disserta c~ao resultou na implementa c~ao de um gerador de tramas simpli cado, dado que cada trama apenas cont em uma sequ^encia de treino e um conjunto de dados gerado de forma aleat oria, e ainda num mecanismo de sincroniza c~ao da trama no dom nio do tempo. Como forma de teste, foi ainda introduzido um conjunto de blocos respons avel pela introdu c~ao de ru do. No entanto, o modelo apresenta algumas limita c~oes, j a que a sua implementa c~ao foi desenvolvida sem o aux lio de toda a cadeia de transmiss~ao e recep c~ao prevista na norma IEEE 802.11p.

Vehicle communication is a radio communication subject poorly disseminated. Communications including vehicles as one of its nodes so far boil down to a very limited set of applications, among which stands out tolling. However, given the growing need for communications in a variety of scenarios, the IEEE 802.11 standards group has developed a standard that will allow high bandwidth radio communication in vehicular environments - IEEE 802.11p. One of the biggest problems of communication in these environments is the poor quality of the channel, as well as its rather variable characteristics. This context arises the need to implement a strong synchronization mechanism and transmitted frames recovery. The standard is provided with tools to assist both the synchronization in the time domain as in the frequency domain. Contemplates the use of well-de ned training sequences and pilot carriers, able to incorporate synchronization systems enhancers of a more stable communication. This work is intended to develop a tool capable of proceeding with time domain synchronization, when implemented in a vehicle communications' complete system. At rst, and after studying the standard and its training sequences, the implementation of parallel training sequences generation was implemented, in order to decrease the delaying impact that would cause the transmission chain . Subsequently, it was implemented a model of generation and synchronization of the same streams using the library System Generator from Simulink and resorting to XtremeDSP Development Kit-IV, a development kit consisting of three Xilinx FPGAs. This thesis resulted in the implementation of a simpli ed stream generator, since each frame contains only a training sequence and a set of randomly generated data, and also a time domain synchronization mechanism for the received stream. For a test purpose, it was also introduced a set of blocks ehich objective was to generate noise. However, the model has some limitations, since its implementation has been developed without the aid of the transmission and reception chain planned in the IEEE 802.11p standard.