Intensificació / especialització en Comunicacions
Treballs Final de Carrera (TFC)
Projectes Final de Carrera (PFC)
Comunicacions
Electromagnetisme Aplicat
Antenes
VOLS ENTRAR A LA SECCIÓ DE COMUNICACIONS? CURS 2007-2008 (INTENSIFICACIONS/TFCs/PFCs)
Llista d'alumnes acceptats a la secció de Comunicacions curs 2007-2008
A la secció de Comunicacions del Departament de Comunicacions i Teoria del Senyal podeu dur a terme l’assignatura d’intensificació i especialització en comunicacions.
Podreu entrar en contacte amb l’activitat de transferència tecnològica del Departament i aprendre molts conceptes nous des de la pràctica, que moltes vegades és més gratificant que fer-ho amb la classe de pissarra.
A la secció estem dividits en tres arees on podeu participar. Cada any es marquen uns objectius per a cada àrea, tant pel que fa a intensificacions/ especialitzacions com a treballs/projectes finals de carrera.
Per a nosaltres, més que els coneixements, és molt important el perfil de l’alumne que vol entrar a col·laborar a la secció. Demanem:
- Dedicació: recordeu que les assignatures d’intensificació/especialització suposen una dedicació per part de l’alumne d’aproximadament 8 hores / setmana. S’enten que aquestes hores no cal fer-les de forma presencial al departament i que en èpoques d’examens hi haurà flexibilitat. També interessa la gent amb un compromís prolongat amb el departament, participant en les intensificacions de primer i segon cicle i en el seu treball i projecte final de carrera.
- Iniciativa: l’intensificador i el projectista han de ser capaços d’espavilar-se a trobar informació i a buscar les seves pròpies solucions.
- Ambició professional: no volem alumnes que busquin merament la nota per cobrir l’expedient, sino gent amb ganes de fer projectes hardware i software interessants.
1 Intensificació en Comunicacions
La Secció de Comunicacions del Departament de Comunicacions i Teoria del Senyal (DCTS) ofereix l’assignatura d’Intensificació en Comunicacions, en la que l’alumne pot prendre part en les activitats de recerca i transferència de tecnologia del departament. L’activitat de la secció està dividida en tres grans blocs, amb diferents àrees temàtiques dintre de cada bloc:
- Comunicacions
- Electromagnetisme aplicat
o Compatibilitat electromagnètica (EMC)
A continuació farem una descripció dels temes tractats a cada una de les àrees.
1.1 Àrea de Comunicacions Radio
L’àrea de comunicacions ràdio té com a objectiu el coneixement tant teòric com pràctic de les configuracions i tècniques dels transceptors ràdio. Això engloba tant el disseny de hardware analògic i digital, com la programació del software sobre diverses plataformes.
L’activitat de l’àrea es pot dividir en les temàtiques següents:
La sub-àrea de Circuits RF treballa en el disseny, simulació i implementació d’amplificadors de baix soroll (LNA), oscil·ladors i sintetitzadors de freqüència, filtres i, en general, en l’estudi dels dispositius analògics d’alta freqüència que formen part d’un emissor / receptor de ràdio.
La sub-àrea de Software Radio treballa en l’estudi de la nova tecnologia emergent utilitzada per tal de dissenyar sistemes de radio flexibles, multi-servei, multi-stàndard, reconfigurables i reprogramables per software. En aquest context sorgeixen els conceptes següents:
- Hardware. Disseny, implementació i adaptació de plataformes basades en dispositius digitals com ara lògica programable (FPGA), processadors DSP, integrats específics (mescladors digitals DDC i DUC, Etc)
- Software. Es fa èmfasi en dues vessants:
a) Estudi, simulació i implementació de noves tècniques de modulacions avançades (espectre eixamplat, OFDM, Etc.), codificació, equalització, ...
b) Estudi de la distribució de codi entre els diferents dispositius per tal d’assolir un rendiment òptim
Els conceptes exposats fins al moment engloben un àmbit de les comunicacions molt ampli. Es per aquest motiu que l’àrea s’ha fixat un entorn d’aplicació més restringit on poden ser aplicades totes les tècniques descrites. Aquest entorn és el d’enllaços de comunicacions ionosfèriques a la banda d’HF (High Frequency). Aquesta banda permet l’establiment d’enllaços de molt llarga distància degut al rebot de les ones electromagnètiques de freqüència inferior a 30 MHz a les capes altament ionitzades de l’atmosfera. Les diferents capes provoquen que al receptor arribin diferents rebots que varien amb el temps, les estacions, l’hora del dia, l’activitat solar, etc. Es tracta doncs, d’un canal multicamí de variació lenta al qual podem aplicar tècniques semblants a les comunicacions mòbils de tercera i quarta generació.
Així doncs, l’àrea de comunicacions ràdio té també una línia d’estudi de comunicacions ionsfèriques avançades que inclou el sondeig i caracterització del canal, radiomòdems d’altes prestacions, antenes de HF, tècniques de sel·lecció automàtica de la millor freqüència (ALE: Automatic Link Establishment), etc.
A l’àrea de comunicacions ràdio, a més, duem a terme un seguiment de l’evolució de la tecnologia dins l’àmbit: estàndards de comunicacions mòbils, inhalàmbriques, wireless LAN, satèl·lit, Etc.
Les línies de treball inclouen els punts següents:
- Implementació òptima de filtres FIR sobre plataformes de lògica programable.
- Estudi i simulació de sistemes OFDM sobre canal ionosfèric. Implementació sobre plataformes DSP / FPGA.
- Estudi i implementació de diverses configuracions de receptors sobre una plataforma software radio.
- Estudi i implementació de módems d’HF per treballar sobre canal ionosfèric.
- Estudi i simulació d’antenes d’HF
- Caracterització i sondeig de canal ionosfèric en incidència quasi vertical.
- Estudi de sistemes ALE d’altes prestacions
Persones de contacte:
Carles Vilella (carlesv@salleurl.edu)
Joan Lluís Pijoan(joanp@salleurl.edu)
1.2 Àrea de Comunicacions Òptiques
L'Àrea de Comunicacions Òptiques forma part de la Secció de Comunicacions, englobada dins del Departament de Comunicacions i Teoria del Senyal de Enginyeria La Salle, Universitat Ramon Llull.
En aquesta àrea es realitza l'estudi de les tecnologies òptiques aplicades a les comunicacions.
Bàsicament i de manera genèrica, un sistema de comunicacions es composa per un emissor, un canal o medi de transmissió del senyal i d'un receptor. A més cal afegir elements amplificadors, regeneradors del senyal, acobladors, filtres, enrutadors, etc. Quan aquest sistema empra la llum per transmetre la informació, es converteix en un sistema de comunicacions òptiques.
Els sistemes de comunicacions òptiques han patit durant els últims anys un creixement vertiginós, degut bàsicament a l’increment en la demanda d’ample de banda.
Inicialment, les comunicacions òptiques es limitaven a enllaços punt a punt utilitzant la tècnica de transmissió IM-DD, en què la modulació de la senyal es realitza mitjançant la intensitat òptica i aquesta és detectada directament a la sortida. La fibra òptica en aquests sistemes és utilitzada únicament com un mitjà de transmissió, aprofitant la baixa atenuació que presenta. En l’actualitat es tendeix cap a sistemes més complexes, els quals a la seva vegada presenten unes majors prestacions així com una major versatilitat.
Una altra opció és utilitzar la multiplexació en longitud d’ona (sistemes WDM) per tal de treure un major rendiment de l’enorme ample de banda de que disposa la fibra òptica. Diferents transmissors modulen una portadora, les quals es diferencien en la seva longitud d’ona, i es multiplexen per ser transmeses per una única fibra. Quan arribem a l’altre extrem, es procedeix a la demultiplexació i cada portadora és detectada pel receptor corresponent.
Aquest últim sistema ha evolucionat cap a la segona generació de xarxes òptiques, en la que es realitza enrutament de la senyal a nivell òptic. Aquest enrutament pot ser espacial, en què la commutació es realitza entre diferents fibres, o bé pot ser per longitud d’ona, en què s’extreuen o s’afegeixen portadores a un sistema WDM en diferents punts de la xarxa.
El fonament d’aquests sistemes més complexos són els components òptics (fibra òptica, làser, detectors, moduladors, switches, demultiplexors, dispositius d’ add / drop, amplificadors... ), els quals estan en continu desenvolupament.
En l'àrea de comunicacions òptiques s'estudia:
- Emissors: LASER, LED, ELED.
- Medi de transmissió: Fibra òptica i efectes no lineals sobre fibra òptica.
- Receptors: PIN, APD ...
- Topologia dels sistemes de comunicacions òptics: xarxes CATV, xarxes WDM, DWDM, sistemes coherents...
- Modulacions emprades per la transmissió de senyals en xarxes de fibra òptica.
Els camps de recerca que es duen a terme des d'aquesta àrea són principalment:
- Efectes en la propagació de solitons òptics
- Efectes no linials sobre fibra òptica. (Raman, Brioullin, ...)
- EDFAs : Erbium Doped Fiber Amplifiers.
- Metodes numèrics per la resolució del l’equació de propagació de la llum.
El material que disposa l'Àrea de Comunicacions Òptiques és al laboratori de comunicacions i es composa d'un analitzador d'espectres òptics (Anritzu), un reflectometre OTDR (HP), una font de llum blanca Anritzu, un LASER (NORTEL) i el driver corresponent, un acoblador (JDS), LEDs per comunicacions per fibra òptica, i material divers com connectors, fibra, etc... Altrament hi ha disponible una xarxa de fibra òptica monomode entre els edificis de l'escola per realitzar proves, aixi com material informàtic per la simulació de xarxes de fibra òptica.
Persona de contacte: Simó Graells (simo@salleurl.edu)
1.3 Ràdio Club La Salle (veure pàgina Web)
El Ràdio Club la Salle ha estat, des de fa uns sis anys, un lloc de trobada per a persones amb ganes d'experimentar i estudiar tots els temes tècnics relacionats en el desenvolupament del servei d'Aficionats, estimulant la recerca radioelèctrica, electrònica i de les telecomunicacions en general. El Ràdio Club és coordinat des del Departament de Comunicacions i Teoria del senyal, i promou projectes final de carrera d'Enginyeria Tècnica, així com, temàtiques per a intensificadors. L'equip de treball també compta amb el suport de col·laboradors voluntaris.
Cada any s'intenta assolir nous reptes, així des del RCLS es realitzen activitats relacionades amb la formació i la investigació en el camp de les telecomunicacions. Des de fa tres anys La Salle té instal·lat l'únic observatori Nacional de detecció de meteorits utilitzant tècniques de radio, col·laborant amb entitats tan significatives com la NASA i d'altres Universitats d'arreu del món.
Altres camps de recerca estan destinats a àrees tan diverses com les comunicacions terrestres i espacials. Alguna de les fites pels propers anys passen per poder instal·lar un Radiotelescopi o formar part del programa mundial SAREX (The Amateur Radio on the International Space Station).
El RCLS disposa d'equipament per efectuar comunicacions digitals via ràdio, així com per rebre senyals de freqüències decamètriques i de Satèl·lits.
Les diferents tasques a realitzar dins del actual curs son:
WEB Radio Club La Salle (RCLS):
· Disseny d'una pagina interactiva del RadioClub.
· Introduir els continguts.
· Actualització i Manteniment dels Continguts.
Observatori de meteorits:
· Captació Dades i modelització del canal Ionosfèric.
· Millora sensibilitat del Sistema.
· Disseny i construcció dels diferents móduls d'un receptor superheterodí.
· Incorporació d'una senyal horària patró.
· Accés remot de la base de dades via WEB.
Satèl·lits:
· Supervisió de l'Estació de seguiment.
· Compilació d'informació associada a l'Estació (Software, Hardware, Bases de dades "Keplers", ISS, etc)
· Disseny i construcció d'algun mòdul del receptor de satèl·lits meteorològics, (Antenes, preamplificador, filtres, Software etc.)
RadioAstronomia: Participació en la construcció d'alguna part d'un Radiotelescopi Amateur
o Paràbola.
o Il·luminador.
o Filtres.
o Receptor.
o Software de reducció i/o tractament de dades.
Aquest és un resum de les tasques més importants dins del RadioClub. Els intensificadors hauran d'escollir alguna de les àrees i col·laborar en les tasques assignades. Tot i això sempre deixem la opció per desenvolupar nous projectes relacionats amb la recerca radioelèctrica, electrònica i de les telecomunicacions en general.
Persona de contacte: Radioclub (radioclub@salleurl.edu)
A l’àrea de microones estudiem el comportament de circuits electrònics a altes freqüències (f>1GHz habitualment). En aquest marge freqüencial la longitud d’ona sol ser comparable a les dimensions del circuit, cosa que fa que haguem d’anar amb molt de compte a l’hora de dissenyar circuits a aquestes freqüències. Per exemple, suposeu el següent circuit, que teòricament hauria de sumar dos senyals sinusoïdals V1 i V2. Com veiem, pel fet de ser la longitud d’ona comparable a les dimensions d’una de les pistes, els senyals arriben en aquest cas concret al sumador en contrafase, i en comptes de sumar-se es resten. El circuit acaba fent el contrari del que volíem.
A més a més els elements discrets (bobines, condensadors, resistències, transistors), a aquestes freqüències no es comporten massa bé per culpa de les capacitats i inductàncies paràsites que els acompanyen, que a aquestes freqüències impliquen valors de reactàncies paràsites grans que degraden el comportament dels elements.
Per tant, a altes freqüències cal:
1.- Controlar (ja que en general no es poden evitar) els desfasatges dels senyals entre punts diferents de les pistes per on circulen. Això es fa utilitzant unes pistes especials molt estudiades i amb un comportament predible, anomenades línies de transmissió, o guies d’ones.
2.- Utilitzar la mínima quantitat possible d’elements discrets. Moltes vegades només s’utilitzen transistors, i la resta d’elements es realitzen aproximadament amb línies de transmissió.
A l’àrea de microones ens dediquem a
- Estudiar el comportament i les propietats d’un d’aquests tipus de guia d’ones, la guia d’ones coplanar (vegeu figura adjunta). Intentem establir com es pot utilitzar aquesta guia d’ones per a fer circuits com antenes i combinadors de senyal.
- Aplicar tècniques d’intel·ligència artificial (I.A.) per a realitzar eines informàtiques que dissenyin de manera automàtica circuits de microones, a partir de les especificacions desitjades.
- Estudiar amplificadors no linials de microones, i oscil·ladors.
Persona de contacte: Miquel Ribó (mrp@salleurl.edu)
L’àrea de compatibilitat electromagnètica (EMC) forma part de la secció de Comunicacions, que pertany al Departament de Comunicacions i Teoria del Senyal d’Enginyeria i Arquitectura La Salle, Universitat Ramon Llull.
La compatibilitat electromagnètica és l’aptitud d’un dispositiu de funcionar correctament en el seu entorn electromagnètic, sense introduir pertorbacions que afectin a tercers (emissions) i suportar les interferències que produeixen els equips del seu entorn (immunitat).
Emissions: EMI (Electromagnetic Interference) És l’estudi dels senyals electromagnètiques interferents generades per un equip.
Immunitat: EMS (Electromagnetic Susceptibility) És la capacitat d’un equip de tolerar la presència d’energia electromagnètica interferent que prové d’una font externa.
Les emissions poden ser conduïdes si aquestes es propaguen per un cable, o radiades si aquestes es propaguen per l’aire.
S’ha de verificar la immunitat que presenta un equip tant a les interferències que li puguin arribar per l’aire (immunitat radiada) , que li puguin arribar pels cables (immunitat conduïda) o per descàrregues electrostàtiques (ESD). Aquestes últimes es produeixen quan un cos carregat d’electricitat, es posa en contacte amb un altre que no ho està. Llavors es produeix un intercanvi brusc de càrregues que poden danyar un equip, o fer mal, com per exemple, quan una persona baixa del cotxe i toca la superfície del metàl·lica i s’enrampa.
Les principals línies d’activitat i estudi en aquesta àrea són les següents:
Estudi de procediments de mesura i realització de mesures d’EMI
o Emissions radiades
o Emissions conduïdes
o Establiment de procediments de mesura.
Estudi de procediments de mesura i realització de mesures d’EMS
o Immunitat radiada
o Immunitat conduïda
o Establiment de procediments de mesura.
Estudi de procediments de mesura i realització de mesures de flickers i harmònics.
Revisió periòdica de l’estat de l’art.
o Normatives, procediments de mesura.
o Tècniques de disseny, materials.
Seguiment de l’evolució de les normatives
Recerca en entorns de mesura i cel·les de mesura d’emissions radiades.
o Entorns alternatius a la cambra semi-anecoica.
o Cel·les TEM, GTEM, etc.
De aquestes activitats genèriques de l’àrea, el treball de la intensificació es concretarà en les següents línies:
- Treball de modelatge i predicció de radiacions d’equips en diferents entorns de mesura utilitzant algorismes genètics.
- Estudi de la viabilitat de construcció d’una cel·la de mesura per immunitat i emissions radiades.
- Continuació amb la creació de procediments de mesura d’emissions radiades i conduïdes. Creació de documentació per EMC i recerca de nous estàndards.
- Profunditzar en l’ús de l’Analitzador de Xarxes per fer mesures de mòdul i fase del senyal rebut.
Persones de contacte:
Javier Pajares (fpajares@salleurl.edu)
Joan Ramon Regué (jramon@salleurl.edu)
