Realizzazione e caratterizzazione sperimentale di sistemi di telecomunicazione basati su FPGA

La digitalizzazione dell’informazione che si sta attuando sempre più diffusamente in questi anni sta portando a una convergenza tra diverse realtà che hanno a che fare con la diffusione dell’informazione. Con il termine ’convergenza’ si può intendere convergenza fra telecomunicazioni e informatica (convergenza tecnologica), o delle infrastrutture (dei mezzi trasmissivi), dei buisness (sono sempre più le aziende informatiche che investono in progetti di telefonia e viceversa), o la convergenza dei media (esistono ad esempio delle radio che permettono di vedere i video delle canzoni, o le immagini in studio grazie all’utilizzo di webcam ...). Con il termine ’convergenza’, quindi, si intende questo fenomeno di ibridazione che investe tutte queste diverse forme di comunicazione. In particolare la digitalizzazione di contributimultimediali porta l’utenza ad una richiesta dimaggiore quantità e qualità di informazione disponibile sia in ambito wired che in ambito wireless. Nell’ottica della flessibilità e convergenza viene richiesta una capacità da parte della tecnologia di comunicazione di adattarsi alle diverse tipologie di informazione esistenti.

In questa tesi verranno trattati due sistemi, il DVB-T ed il WiMAX, i quali offrono una ampia accessibilità a servizi multimediali di diversa natura.

Nel primo capitolo verrà analizzato e discusso lo standard DVB(-T).

Nel secondo capitolo verrà analizzato in dettaglio lo strato fisico dello standard 802.16TM conosciuto con il nome diWiMAX.

Nel terzo capitolo i due sistemi verranno messi a confronto analizzandone affinità e differenze, al fine di valutare la possibilità di realizzare un unico ricevitore per i due sistemi in accordo, appunto, con il ‘must’ del momento: ‘convergenza’.

Nel quarto capitolo verrà presentata la progettazione, realizzazione su FPGA StratixII: EP2S60F1020C4 e simulazione del blocco di Depuncturing a rate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8, relativo ad un ricevitore DVB-T o WiMAX. Verranno anche riportati i risultati delle simulazioni effettuate e i vari rapporti di compilazioni ottenuti.

Nel quinto capitolo verrà presentata la progettazione, realizzazione su FPGA StratixII: EP2S60F1020C4 e simulazione del Viterbi Decoder a rate 1/2 operante in Hard Decision su un codice convoluzionale a 64 stati relativo ad un ricevitore DVB-T o WiMAX, il quale sarà collegato a valle del Depuncturing. Verranno anche riportati i risultati delle simulazioni effettuate e i vari rapporti di compilazioni ottenuti.

Nel sesto capitolo verranno mostrati e commentati i risultati delle simulazioni e i rapporti di compilazione dell’intero Decodificatore Convoluzionale a rate variabile ottenuto assemblando i due blocchi precedenti.

L’ultimo capitolo è di conclusioni, in più verranno avanzate delle proposte per l’ottimzzazione del sistema realizzato.

Sono inoltre presenti due appendici: la prima riporta una trattazione generale teorica dell’algoritmo di viterbi, un approfondamento mirato al caso preso in questione e una trattazione teorica del processo di puncturing/ depuncturing; la seconda riguarda l’architettura FPGA, con particolare interesse alla famiglia utilizzata (StratixII, Altera).