Doble Grau en Enginyeria Informàtica i Multimèdia La Salle Campus Barcelona

Doble Grau en Enginyeria Informàtica i Enginyeria Multimèdia

La Salle Campus Barcelona t'ofereix 5 dobles titulacions en l'àmbit de les Enginyeries TIC. Amb els dobles graus podràs finalitzar els estudis universitaris en 5 anys acadèmics, amb dues titulacions oficials de grau.

Software ràdio

Descripció
La migració cap al processament digital en el disseny de transceptors de ràdio ha evolucionat fins a integrar pràcticament tots els blocs que abans eren analògics. Avui dia disposem de conversors A/D i D/A d'alta velocitat i resolució, mescladors digitals avançats (DDC: Digital Down Converter, DUC: Digital Up Converter), processadors de senyal (DSP: Digital Signal Processors), i dispositius programables d'alt rendiment (FPGA i SoC amb integració de CPU). Aquesta evolució ha permès implementar sistemes de comunicació 5G i 6G, així com arquitectures de ràdio definida per programari (SDR) que suporten múltiples estàndards i són reconfigurables en temps real. Gràcies a això, avui és possible desenvolupar transceptors adaptatius capaços d'optimitzar el consum energètic, la latència i la robustesa en entorns dinàmics, incloent aplicacions com xarxes vehiculars, IoT, comunicacions per satèl·lit LEO i sistemes MIMO. L'assignatura `Instrumentació electrònica´ instrueix l´alumne en el coneixement dels dispositius digitals que poden formar part d'un sistema de radio, les seves característiques i prestacions, modes de funcionament i, en definitiva, el paper que juguen en el disseny d'un sistema de ràdio complet que ha de complir unes determinades especificacions.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Segon
Crèdits
3.00

Professors Titulars

Professors Docents

Coneixements previs

-De Tractament digital del senyal, conceptes de sistemes mostrejats i la seva representació freqüencial, delmació i interpolació, i filtrat digital.
-De Disseny de circuits i sistemes electrònics, conceptes relatius a convertidors A/D i D/A.
-De Arquitectura de computadors), conceptes de teoria de computadors, segmentació, gestió de l´entrada / sortida i programació interruptiva.
-De Tecnologies de ràdio, caracterització dels sistemes de ràdio: sensibilitat, dinàmica i bloqueig.

Objectius

Els principals objectius de l´assignatura són:

1. Coneixement de la teoria de funcionament dels dispositius que poden formar part d´un sistema de ràdio digitals: característiques, prestacions i ús.
2. Capacitat de sintetitzar una arquitectura de ràdio digital definida a partir d´uns requisits.
3. Capacitat d´analitzar una arquitectura de ràdio digital per extreure´n les prestacions.
4. Habilitat per buscar, usant les noves tecnologies, dispositius reals que compleixin les especificacions requerides en un disseny i, si fos necessari, l´habilitat a l´hora de decidir canviar el disseny per adaptar-lo a la disponibilitat del mercat.
5. Capacitat d´autoaprenentatge a partir de manuals, articles o altre tipus de bibliografia en llengua estrangera.
6. Capacitat d´aplicar els coneixements teòrics a la pràctica programant una plataforma per tal d´assolir uns requeriments.
7. Habilitat de treball en equip.
8. Capacitat per expressar-se correctament usant la llengua nativa, tant escrita com oral.
9. Capacitat de prendre decisions. El professor proposa als alumnes, per grups, implementar una solució a algun algorisme. Els alumnes han de decidir quina és la millor opció, dur-la a la pràctica i justificar-la.

Continguts

A continuació es detalla el contingut del curs, ordenat per blocs i capítols:

A. El Receptor Digital Superheterodí
1. Introducció al Receptor Digital Superheterodí.
2. Conversors A/D i D/A d´altes prestacions. S´estudien des de tres punts de vista:
a. Estudi del conversor ideal.
b. Estudi del conversor real.
c. Tècniques avançades aplicades a ràdio. S´estudien les tècniques d´oversampling, undersampling i dithering així com la manera d´integrar-les en un transceptor de ràdio.
3. Digital Down Converter (DDC) i Digital Up Converter (DUC).
DDC: AD6620 d´Analog Devices i HSP50016 d´Intersil.
DUC: AD6622 d´Analog Devices i HSP50215 d´Intersil.

B. Els dispositius de lògica programable.
6. Introducció als dispositius de lògica programable.
7. Arquitectura interna dels CPLD i FPGA.
8. Llenguatge de descripció Hardware. VHDL
9. Aplicació dels dispositius de lògica programable a l´àmbit de ràdio digital. Programació de filtre FIR, comb, etc.

C.Part pràctica
Disseny i implementació sobre una plataforma basada en FPGA
En aquesta pràctica s´introdueix l´alumne en el disseny i programació d´una aplicació sobre una FPGA de Xilinx amb l'entorn de desenvolupament Xilinx Vivado.

Metodologia

A.Sessions teòriques impartides mitjançant classes magistrals.
Les sessions teòriques s´imparteixen principalment en format pissarra, amb el suport de transparències en els casos següents:
a.Presentació de gràfiques o resultats de simulacions
b.Comentaris sobre els manuals dels nombrosos dispositius de mercat que s´estudien durant el curs. S´afavoreix així el coneixement de la llengua anglesa.
L´alumne disposa d´apunts de tot el temari teòric de l´assignatura de forma que pot assistir a la classe magistral enfatitzant l´atenció i la participació. Aquest apunts els pot obtenir a partir del campus virtual de l´escola (e-campus).

B.Sessions teòriques impartides mitjançant guies d´estudi, notícies, etc. usant una aula virtual.

A més, es proposen les activitats següents:

C.Exercicis a resoldre a casa.
L´alumne disposa d´una col-lecció de problemes per tal de practicar. Els problemes són semblants als que apareixen a l´examen, de forma que l´alumne es veu obligat a relacionar diferents conceptes explicats a classe. El professor, al cap d´un temps d´haver-los proposat, subministra també la solució dels problemes per escrit per tal d´estimular la capacitat d´autoaprenentatge. A més, els problemes s´han de resoldre usant dispositius de mercat, la qual cosa obliga a l´alumne a buscar informació usant noves tecnologies i a treballar en condicions reals

D.Participació en fòrums virtuals. L´alumne té accés a fòrums creats pel professor on es debaten documents, problemes o propostes. S´afavoreix així la participació, la capacitat de defensar per mitjans escrits els arguments propis i la col-laboració entre alumnes per resoldre problemes.

E.Treball en grup en les sessions pràctiques. Els alumnes, per grups, han de dissenyar un subconjunt d´algorismes per tal de complir unes especificacions. Aquests algorismes s´han d´implementar en plataformes reals, programant en C o VHDL. Durant el treball els alumnes debaten en els fòrums virtuals problemes que s´han trobat i solucions que han aplicat. Al final de la pràctica els alumnes la defensen oralment davant el professor, presenten un informe escrit de conclusions i presenten els resultats a classe davant dels seus companys.

Avaluació

La assignatura s'avalua amb els instruments següents:

(A). Exàmens. Es realitza un exàmen.
(B). Test d´autoavaluació realitzats virtualment a l´e-campus o durant els exàmens escrits
(C). Treballs individuals, proposats durant l'any
(D). Treballs en grup, proposats durant l'any
(E). Participació a classe i en els fòrums virtuals. El professor recull informació sobre l´actitud i aptitud de les contribucions dels alumnes a les classes magistrals o bé als fòrums de debat.

Criteris avaluació

La nota final es calcula ponderant un 60 % la nota obtinguda de l´examen escrit i un 40 % la resta.

Bibliografia bàsica

L´assignatura disposa d´apunts que cobreixen tot el temari.

Material complementari

`Integrated A/D and D/A converters´, Rudy van de Plassche, Ed. Kluwer, © 1994. Text molt complet que resulta molt útil per completar la part de caracterització de conversors A/D i D/A.
`AD6644 Datasheet´, Analog Devices, www.analog.com. Datasheet d´un dels conversors A/D més més avançats tecnològicament: 65 MSPS - 14 bits.
`AD9754 Datasheet´, Analog Devices, www.analog.com. Datasheet d´un dels conversors D/A més més avançats tecnològicament: 125 MSPS - 14 bits.
`AD6620 Datasheet´, Analog Devices, www.analog.com. Datasheet del Digital Down Converter que s´utilitza com a referència en l´explicació teòrica de classe.
`AD6622 Datasheet´, Analog Devices, www.analog.com. Datasheet del Digital Up Converter que s´utilitza com a referència en l´explicació teòrica de classe.
`The Scientist and Engineer´s Guide to Digital Signal Processing´, W. Smith, Analog Devices. Llibre de lliure distribució a Internet que tracta diversos aspectes teòrics i pràctics dels Processadors Digitals de Senyal. Inclou nombroses implementacions sobre processadors d´Analog Devices.
`The DSP Handbook´, Andrew Bateman, Ed. Prentice-Hall, © 2001. Aquest text és un dels més complets i exhaustius que tracten temes relacionats amb Processadors Digitals del Senyal.
`ADSP-2106x User´s Manual´, Analog Devices, www.analog.com. Datasheet del DSP que s´utilitza a classe com a cas pràctic i com a base per a la realització d´una de les dues pràctiques.