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Leonardo Roveda Faganello Lucas Bondan

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Apresentação em tema: "Leonardo Roveda Faganello Lucas Bondan"— Transcrição da apresentação:

1 Leonardo Roveda Faganello Lucas Bondan
Introdução à redes sem fio inteligentes: Aula 3: Plataformas de Hardware Curso de Extensão Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013 Leonardo Roveda Faganello Lucas Bondan

2 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

3 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Relembrando... Conceito de Rádio Cognitivo (RC) Acesso oportunista ao espectro Quatro funções básicas Sensoriamento Decisão Compartilhamento Mobilidade Como deve ser o hardware para suportar este conceito? Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

4 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

5 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Comunicação via Rádio Frequência (RF) Transmissor Codificação Entrelaçamento Modulação Filtragem D/A Canal Codificação: acréscimo de informações para correção de erros (blocos ou convolucional) Entrelaçamento: “embaralhamento” dos dados, evitando que partes contínuas de dados sejam perdidas Modulação: forma com que o dado será transmitido pelo meio sem fio em forma de onda.  Movimentos da boca- 10 Hertz esta frequência não produz ondas acústicas propagáveis. Cordas vocais amplificam para que possam ser propadas no ar e detectadas pelos ouvidos (AM,FM,PM,QAM,BPSK,QPSK) Filtragem: transmitir na frequência desejada Receptor Codificação Entrelaçamento Modulação Filtragem A/D Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

6 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Comunicação via RF restrita a cada dispositivo Frequência de operação determinada ainda na fase de projeto Ex.: telefone celular Exemplo: telephone. Opera em determinada faixa de frequências Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

7 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Tecnologias de comunicação evoluíram Dispositivos agora utilizam diferentes tecnologias/frequências 3G Wi-Fi Bluetooth NFC LTE (4G) Smartphones. Problema: tu mesmo tem que selecionar a melhor forma de comunicação Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

8 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Deficiência: Hardware dedicado à cada tecnologia Dispositivos devem ser configurados manualmente para cada conexão Embora encapsulados em um mesmo chip, o dispositivo nao alterna entre eles automaticamente Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

9 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Tendência: Arquiteturas para múltiplas frequências Hardware deve suportar essa adaptatividade, tornando o rádio inteligente ou cognitivo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

10 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Importância das Arquiteturas Os dispositivos devem se adaptar às mudanças É necessário que os dispositivos aprendam com o passado A implementação do conceito de Rádio Cognitivo demanda software e hardware Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

11 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Conceitos Básicos Software Defined Radio (SDR) Interface de rádio flexível, implementada tanto em software quanto em hardware Permite a implementação do handoff espectral Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

12 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

13 Plataformas de Hardware
Exemplos de plataformas que suportam SDR SPEAKEasy Sora Flex 6700 Zeus ZS-1 USRP Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

14 Plataformas de Hardware
SPEAKEasy – U.S. Air Force ( ) Primeira plataforma de hardware para uso de SDR Objetivo inicial (Fase 1) era um rádio que pudesse operar de 2 MHz até 2 GHz Entrou em produção (Fase 2) operando entre 4 MHz e 400 MHz Primeiro projeto a utilizar FPGA para processamento digital de rádio Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

15 Plataformas de Hardware
Sora – Microsoft (2009) Plataforma desenvolvida para uso acadêmico Promete alto desempenho (SDR) e flexibilidade (arquitetura PC) Interface PCIe Pouca documentação Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

16 Plataformas de Hardware
Flex-6700 – Flex-Radio (2012) Processador RISC: 1.4 Ghz ARM Cortex Memória: 512 MB 1.33 Ghz DDR3 FPGA Xilinx XC6VLX130T Interface Ethernet 1 Gbps, 2 x USB2.0 Faixa de operação: Transmissão: 100 kHz-77 MHz e 135 MHz-165 MHz Recepção: 30 kHz-77 MHz e 135 MHz-165 MHz Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

17 Plataformas de Hardware
Zeus ZS-1 – SSB-Eletronic (2013) Faixa de operação: Transceiver: 3 MHz até 30 MHz (Banda HF) Receiver: 300 kHz até 30 MHz Software Zeus Radio – específico para o ZS-01 Interface USB 2.0 Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

18 Plataformas de Hardware
Universal Software Radio Peripheral (USRP) Permite que computadores de propósito geral sejam utilizados como plataformas de hardware para SDR Placa-mãe possui uma FPGA Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

19 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

20 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Arquiteturas Software Communications Architecture (SCA) Desenvolvida pelo Departamento de Defesa dos EUA Independência de hardware Reuso de software A1 A2 A3 A4 A5 Middleware CORBA SCA FC SO e Pilhas de Protocolos Módulos de Suporte ao Hardware Hardware Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

21 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Arquiteturas Software Communications Architecture (SCA) Framework Central: Gerenciador de Dispositivos Sistemas de Arquivos Gerenciador de Domínios Dispositivos Gerenciador de Aplicações Aplicações Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

22 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

23 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
USRP N210 Características Conversores A/D de 14 bits e D/A de 16 bits Amostragens de até 25 MHz Suporte a MIMO Compatibilidade para sincronismo via osciladores externos Pode ser utilizado em qualquer rede de Rádio Cognitivo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

24 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
USRP N210 Funcionamento Giga Ethernet Placa Filha de Transmissão A/D D/A FPGA A/D D/A Placa Filha de Transmissão Placa Filha de Recepção A/D D/A A/D D/A Placa Filha de Recepção Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

25 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
USRP N210 Placas Filhas Basic TX 1 – 250MHz Basic RX RX/TX 900 750 – 1050 MHz RX/TX 1800 1.5 – 2.1 GHz RX/TX 2400 2.3 – 2.9 GHz Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

26 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
USRP N210 Antenas 400 MHz – 1 GHz 5-6 dBi 850 MHz – 6.5 GHz 5-6 dBi Tri-band 144 MHz, 400 MHz e 1200 MHz Omni Quad-band 824 – 960 MHz e 1710 – 1990 MHz  Omni - 3dBi Dual Band GHz e GHz Omni – 3 dBi Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

27 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
USRP N210 Nosso periféricos Cabo MIMO Loop Back cable kit RX/TX  400 MHz – 4400 MHz RX/TX  50 MHz GHz Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

28 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
USRP N210 Interfaces de comunicação Interface Giga Ethernet para comunicação com o PC Porta de expansão para operação MIMO MIMO Giga Ethernet Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

29 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

30 Futuro dos Dispositivos
Curto Prazo Maior flexibilidade para programação dos dispositivos FPGA acessível Independência de hardware auxiliar Médio-longo prazo Ampla faixa de frequências em um único dispositivo Sistema em um único chip (SoC) Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

31 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Agenda Conceitos Básicos Plataformas de Hardware Arquiteturas USRP N210 Futuro dos Dispositivos Resumo Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

32 Semana Acadêmica 2013-1 Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013
Resumo Arquiteturas tradicionais dificultam a implementação de RCs Novas arquiteturas buscam prover funcionalidades necessárias para RC Ex.: USRP N210 Futuramente espera-se que os dispositivos possam ser ainda mais cognitivos Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013

33 Leonardo Roveda Faganello
Obrigado! Perguntas? Lucas Bondan Leonardo Roveda Faganello Curso de Extensão Semana Acadêmica Porto Alegre, 20 a 24 de maio de 2013


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