Σύγκριση μεθόδων διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης για πολυκαναλική μετάδοση σε γραμμές χαμηλής τάσης.Εφαρμογή 4,8 και 16 QAM διαμόρφωση και υλοποίηση με αλγόριθμο bit loading.Σύγκριση γραφικών παραστάσεων snr-ber / Comparison of modulation methods for power line communication.Application of 4,8 and 16 qam and bit loading algorithm.Comparison of snr-ber figures

Η τεράστια τεχνολογική ανάπτυξη που χαρακτηρίζει την εποχή µας και το πλήθος των εφαρµογών που αυτή συνεπάγεται ορίζει επιτακτική την ψηφιακή µετάδοση δεδοµένων σε µεγάλες αποστάσεις και µε εγκυρότητα. Οι απαιτήσεις αυτές οδήγησαν στην ανάπτυξη της τεχνικής OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing), µίας από της καλύτερες τεχνικές πολυπλεξίας. Θέµα της διπλωµατικής µου εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός πολυκαναλικού ποµπού (OFDM transmitter) για γραµµές χαµηλής τάσης εντός κτηρίου. Συγκεκριµένα στο πρώτο µέρος της εργασίας παρουσιάζεται η θεωρητική βάση στην οποία στηρίζεται η σχεδίαση και υλοποίηση του ποµπού. ∆ίνεται έµφαση στην επεξήγηση της έννοιας «πολυκαναλικό» καθώς επίσης και γιατί ένας τέτοιου είδους ποµπός θα είναι χρήσιµος ως µέρος ενός ποµποδέκτη για µεταφορά δεδοµένων εντός κτηρίου. Στη συνέχεια της εργασίας παρουσιάζεται βήµα προς βήµα η σχεδίαση και ανάπτυξη του µοντέλου προσοµοίωσης του πολυκαναλικού ποµπού µε χρήση του εργαλείου Matlab/Simulink. Αρχικά παρουσιάζονται οι διάφοροι παράµετροι του ποµπού όπως ο αριθµός των υποκαναλιών του συστήµατος, ο µέγιστος αριθµός των bit που θα µεταδίδει κάθε υποκανάλι και η διαµόρφωση που θα εφαρµόζεται σε κάθε υποκανάλι. Στη συνέχεια παρουσιάζεται σχηµατικά η διαδικασία δηµιουργίας διαµορφωµένων συµβόλων και η δειγµατοληψία αυτών µε σκοπό τη δηµιουργία δειγµάτων προς µετάδοση. Το συγκεκριµένο µοντέλο περιλαµβάνει όλες τις απαραίτητες λειτουργίες που απαιτούνται για τη δηµιουργία, κωδικοποίηση και µεταφορά δεδοµένων σύµφωνα µε την OFDM τεχνική, λαµβάνοντας υπόψην τα χρονικώς µεταβαλλόµενα χαρακτηριστικά του καναλιού µετάδοσης. Επί πλέον, δίνεται πλήρης επεξήγηση για τον σχεδιασµό κάθε υποσυστήµατος που χρησιµοποιήθηκε για την ολοκλήρωση του µοντέλου. Η παρουσίαση ολοκληρώνεται µε την παράθεση και επεξήγηση των αποτελεσµάτων των προσοµοιώσεων τα οποία επιβεβαιώνουν την ορθότητα λειτουργίας του συστήµατος που υλοποιήθηκε. / -

Ο στόχος της διπλωματικής αυτής είναι η περιγραφή της αναδυόμενης τεχνολογίας PLC (PowerLine Communication). Η τεχνολογία αυτή με τη χρήση του πανταχού παρόντος ηλεκτρικού δικτύου προσφέρει ακόμα και σε απομακρυσμένους χρήστες πληθώρα ευρυζωνικών υπηρεσιών και πρόσβαση στο διαδίκτυο, αποτελώντας μια ανταγωνιστική επιλογή τρόπου επικοινωνίας. Για την κατανόηση της PLC τεχνολογίας αρχικά κρίνουμε απαραίτητη την λεπτομερή περιγραφή της δομής του ηλεκτρικού δικτύου, του εξοπλισμού που απαιτείται για την εφαρμογή της και των αρχιτεκτονικών της. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στα προβλήματα που παρουσιάζονται και χρήζουν αντιμετώπισης. Επιπρόσθετα, γίνεται σύντομη παρουσίαση των εναλλακτικών υπηρεσιών και σύγκριση των PLC με αυτές. Η μετάδοση μέσω ηλεκτροφόρων καλωδίων προσφέρει ένα μεγάλο εύρος ζώνης, παρέχοντας μία γκάμα πολυάριθμων υπηρεσιών, όπως το έξυπνο σπίτι ή το AMR (Automatic Meter Reading) για τη διευκόλυνση τόσο των οικιακών χρηστών όσο και των επιχειρησιακών. Η χρήση των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας ως τηλεπικοινωνιακό κανάλι απαιτεί την εφαρμογή των κατάλληλων τεχνικών πρόσβασης. Οι πιο διαδεδομένες τεχνικές είναι οι FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) και CDMA (Code Division Multiple Access) . Η παρούσα διπλωματική επικεντρώθηκε στην TDMA και την FDMA με διαμόρφωση σήματος OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) η οποία ονομάζεται OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Πραγματοποιήθηκαν εξομοιώσεις σε Matlab διάφορων αλγορίθμων αναλογικής δικαιοσύνης με τεχνική OFDMA και ταυτόχρονη εξομοίωση της TDMA. Στόχος είναι να συγκρίνουμε τους αλγόριθμους αυτούς ως προς το συνολικό ρυθμό μετάδοσης και τη δικαιοσύνη κατανομής των πόρων στους χρήστες. Από τη σύγκριση αυτή προκύπτει ότι η τεχνική TDMA αποδίδει λιγότερο, ενώ από τους υπόλοιπους αλγόριθμους τα καλύτερα αποτελέσματα επιφέρει ο αλγόριθμος των Bill et al., με ισορροπία του συνολικού ρυθμού μετάδοσης και της επιθυμητής δικαιοσύνης. / Main goal of this diploma thesis is the description of the up and coming PLC (PowerLine Communication) technology. This technology offers access to the web and to several broadband services to even distant and isolated users, by exploiting the power line grid, widely spread to nearly all surface land sites, consisting this way a competitive communication alternative. For a better comprehension of the PLC technology, this work starts with a detailed description of the power line grid, the several PLC technology architectures and the necessary equipment for their application. Following this work, there is a reference to any possible problems that need to be overcome and a short comparative presentation of the PLC technology versus other alternatives to it. The data transmission over electricity lines offers a wide bandwidth and thus it may support a variety of applications, as the smart home and AMR (Automatic Meter Reading) for the proper service of either domestic or industrial users. The use of electricity power lines as a communication channel necessitates the application of multiple access Strategies as FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) and CDMA (Code Division Multiple Access), which are currently the most popular. This thesis is focused on TDMA and FDMA with OFDM signal modulation. This technique is called OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Several proportional rate constraints algorithms were simulated in Matlab applying both OFDMA and TDMA strategies in order to compare these algorithms in terms of the maximized total throughput and the fair allocation of resources to the end users (fairness). From this comparison it comes up that TDMA technique is less efficient, whereas from the other algorithms the most efficient is the one of Bill et al., that offers a good balance between total throughput and fairness.