Sistema de comunicação por luz visível baseado em FPGA

Abstract

O crescente desenvolvimento da indústria electrónica veio acelerar as potencialidades de variadíssimos dispositivos de comunicação. A comunicação hoje em dia é de fácil acesso para qualquer pessoa, onde quer que esteja. Em situações desfavoráveis exige-se que o sistema de comunicação tenha a capacidade de atenuar as interferências que corrompem o sinal de informação desejado. Vários sistemas de comunicação e dispositivos sofisticados têm sido desenvolvidos com intuito de salvaguardar as pretensões e os anseios à medida que os nossos hábitos e necessidades se tornam mais exigentes alterando. Apesar de ter surgido no auge da segunda guerra mundial o sucesso de técnica por espalhamento de espectro (Spread Spectrum) só ficou comprovado há cerca de duas décadas por falta de tecnologias avançadas. O espalhamento de espectro é uma das técnicas de modulação de sinal de transmissão com propriedades que não se encontram em nenhuma outra técnica de modulação. Um dos objectivos desta dissertação é desenvolver um sistema de comunicação spread spectrum por meio de luz visível. A disseminação dos bits de dados foi feita recorrendo uma das duas principais técnicas de espalhamento de espectro: o espalhamento por sequência directa (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS), usando a sequência de Barker modificada de comprimento 10. Todo o sistema de comunicação foi desenvolvido em software MATLAB utilizando a ferramenta de suporte System Generator da Xilinx para posterior lançamento numa plataforma FPGA. Arquitectura do receptor usa um conversor analógico digital de 14 bits de resolução e um Matched Filter para uma rápida sincronização e aquisição de dados.

The increasing development, of the electronics industry the potential for a variety of different communication devices has accelerated. Communications today are easily accessible to anyone, wherever one is. Under unfavorable situations the communication system must have the ability to mitigate interference that corrupts the desired information in the signal. Several communication systems and sophisticated devices, have been developed with a view to safeguard the aspirations and desires as our habits and needs are changing. Although originated at the height of the second world war the success of spread spectrum technology has only been demonstrated about two decades ago due to the lack of advanced technologies. Spread spectrum is a modulation technique for signal transmission with unique properties not found in any other modulation technique. One of the objectives of this dissertation is the development and implementation of a spread spectrum communication system using visible light. The spread of the data bits was done using one of two main spread spectrum techniques - Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) - using a modified Barker sequence of length 10. The entire communication system was developed using the MATLAB software tool to support the Xilinx System Generator for later release on a platform FPGA. The receiver architecture uses 14-bit analog to digital converter resolution and a Matched Filter for a quick data synchronization and acquisition.