Doble Titulació en Enginyeria Telemàtica i Enginyeria Informàtica

Doble Grau en Enginyeria Telemàtica i Enginyeria Informàtica

Forma´t per ser un enginyer expert en Xarxes i Tecnologies d'Internet i assoleix alhora les certificacions oficials de CCNA i CCNP

Software ràdio

Descripció
La migració a digital de gran part del disseny de transceptors de ràdio ha comportat l´aparició de tota una gamma de dispositius que fins al moment s´implementaven en tecnologia analògica: conversors A/D i D/A d´altes prestacions, mescladors digitals (DDC: Digital Down Converter, DUC: Digital Up Converter), processadors del senyal cada cop més potents (DSP: Digital Signal Processors), dispositius de lògica programable (FPGA: Field Programmable Gate Array), etc. L´aparició al mercat d´aquests dispositius ha permès dur a la pràctica, per exemple, els sistemes de comunicacions mòbils digitals (GSM o IS-95). Ha estat possible la implementació de terminals mòbils multi-estàndar i reconfigurables per software que han satisfet les necessitats del mercat. 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

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 (4t), 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 y programació d´una aplicació sobre una FPGA de Xilinx amb l'entorn de desenvolupament Xilinx ISE.

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

(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.

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

Criteris avaluació

A continuació es relacionen els objectius de l´assignatura amb els instruments d´avaluació:

1. Coneixement de la teoria de funcionament dels dispositius que poden formar part d´un sistema de ràdio digitals: característiques, prestacions i ús. (A, B, C, I, J, K)
2.Capacitat de sintetizar una arquitectura de ràdio digital definida a partir d´uns requisits. (A)
3.Capacitat d´analitzar una arquitectura de ràdio digital per extreure´n les prestacions. (A, C)
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. (A, J)
5.Capacitat d´autoaprenentatge a partir de manuals, articles o altre tipus de bibliografia en llengua estrangera. (C)
6.Capacitat d´aplicar els coneixements teòrics a la pràctica programant una plataforma per tal d´assolir uns requeriments. (B, I, K)
7.Habilitat de treball en equip. (B, I, K)
8. Capacitat per expressar-se correctament usant la llengua nativa, tant escrita com oral. (A, J, K)
9. Capacitat per prendre decisions. (B)

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.