Milanés Chau, Daniel (2021) Demodulación y síntesis de señales OFDM, IEEE 802.11 / Demodulation and synthesis of OFDM signals, IEEE 802.11. Proyecto Integrador Ingeniería en Telecomunicaciones, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 2875Kb |
Resumen en español
Los dispositivos WLAN/RLAN que emplean el estándar IEEE 802.11 no siempre cumplen con las regulaciones establecidas diseñadas para que su comunicación no afecte la actividad de los radares meteorológicos con los que comparten el espectro radioeléctrico. Como medida de control del uso del espectro se planteó identificar a los dispositivos interferentes a partir de determinar su dirección MAC. Para adquirir la información de la subcapa MAC es necesario comprender las características del estándar. Este trabajo se enfoca en la cláusula IEEE 802.11a en particular, debido a que todos los canales que esta emplea se encuentran en la zona de los 5 GHz, correspondientes al rango de frecuencias de banda C que emplean los radares meteorológicos de la República Argentina. En primer lugar, se estudió la estructura de los paquetes de dicha cláusula para entender cómo operan los mecanismos de síntesis y demodulación de sus paquetes en capa física bajo la modulación multiportadora por división de frecuencias ortogonales (OFDM). Luego, se procesaron registros de datos reales correspondientes a la comunicación entre dispositivos inalámbricos que empleaban dicho estándar. La señal correspondiente a los paquetes medidos se encontraba distorsionada, en especial como consecuencia de los efectos no deseados del canal y errores de sincronismo. Por lo tanto, se desarrolló un método para corregirlos previo a realizar la demodulación, de modo de extraer los bits provenientes de capas superiores sin errores. Por último, se estudió la estructura de la trama de datos a nivel de capa MAC. Esto permitió implementar rutinas para desempaquetar la información contenida en dicha trama, identificar el tipo de paquete que se transmite, realizar el control de errores y extraer los valores de las direcciones MAC de los dispositivos involucrados en la comunicación, lo que conformaba el objetivo final de este proyecto.
Resumen en inglés
WLAN/RLAN devices that use the IEEE 802.11 standard do not always comply with the established regulations designed so that their communication does not aect the activity of weather radars with which they share the radio spectrum. As a measure to control the use of the spectrum, we propose to identify the interfering devices by determining their MAC address. To acquire the information of the MAC sublayer, it is necessary to understand the characteristics of the standard. This work focuses on the IEEE 802.11a clause in particular, since all the channels it uses are in the region of the 5 GHz, corresponding to the C-band frequency range used by weather radars of the Argentine Republic. In the first place, the structure of the packets of said clause was studied to understand how the synthesis and demodulation mechanisms of its packets operate in the physical layer under Orthogonal Frequency Division Multicarrier Modulation (OFDM). Then, real data records corresponding to the communication between wireless devices that used the standard were processed. The signal corresponding to the measured packets was distorted, especially as a consequence of undesired channel effects and synchronization errors. Therefore, a method was developed to correct them prior to demodulation, in order to extract the bits from the higher layers without errors. Finally, the structure of the data frame at the MAC layer was studied. This allowed the implementation of routines to unpack the information contained in said frame, identify the type of packet transmitted, perform the error control and extract the MAC addresses of the devices involved in the communication, which constituted the final objective of this project.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería en Telecomunicaciones) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Synthesis; Síntesis; [Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM; IEEE 802.11a standard; Standard IEEE 802.11a; Demodulation; Demodulación; Physical layer; Capa física; MAC address; Dirección MAC] |
| Referencias: | [1] ITU-R Res. 229 [COM5/16]. Use of the bands 5150-5250 MHz, 5250-5350 MHz and 5470-5725 MHz by the mobile service for the implementation of wireless access systems including radio local area networks. En: The World Radiocommun. Conf. (WRC-03). Ginebra, 2003. 1 [2] Rojas, L., Moisseev, D., Chandrasekar, V., Selzler, J., Keränen, R. Dualpolarization spectral filter for radio frequency interference suppression. En: 7th Eur. Conf. Radar Meteorol. Hydrol. (ERAD). Toulouse, France, 2012. 1 [3] Saltiko, E., Cho, J., Tristant, P., Huuskonen, A., Allmon, L., Cook, R., et al. The threat to weather radars by wireless technology. Bulletin of the American Meteorological Society, 97 (7), 1159-1167, ago. 2016. 1 [4] Rodríguez, A., Lacunza, C., Serra, J., Saulo, C., Ciappesoni, H., Caranti, G., et al. SiNaRaMe: Integración de una red de radares hidro-meteorológicos en latinoamé- rica. Rev. Fac. Ciencias Exac., Fís. y Nat., 4 (1), 41-48, mar. 2017. 2 [5] Petracca, G., Lugo, J. Mitigation of WLAN/RLAN interference in meteorological radar using wavelet filtering. En: XIV Reunión Trab. Proc. Inf. y Control (RPIC'17), págs. 1-6. Mar del Plata, Argentina, 2017. 2 [6] Leal, O. B., Rinalde, F., Cogo, J., Pascual, J. WLAN signal detection in weather radar data. En: Actas de la XIX Reunión de Trabajo Procesamiento de la Información y Control (RPIC'21). San Juan, Argentina, 2021. 2 [7] Cogo, J., Collado Rosell, A., j. Areta, Pascual, J. Weather radar receiver identification for improving wi-fi interference detection. En: Actas de la XIX Reunión de Trabajo Procesamiento de la Información y Control (RPIC'21). San Juan, Argentina, 2021. 2 [8] Richards, M. A. Fundamentals of Radar Signal Processing. New York: McGraw- Hill, 2005. 2 [9] IEEE Computer Society LAN MAN Standards Committee, et al. Part 11: wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications. IEEE Std 802.11, 2016. 2, 3, 13, 15, 17, 24, 31, 48, 49, 51, 63 [10] Intini, A. L. Orthogonal frequency division multiplexing for wireless networks multiplexing for wireless networks. University of California-Santa Barbara, págs. 15-34, 2000. 6 [11] Chadha, A., Satam, N., Ballal, B. Orthogonal frequency division multiplexing and its applications, Sep 2013. URL https://arxiv.org/abs/1309.7334v1. 6 [12] Omura, J., Levitt, B. Coded error probability evaluation for antijam communication systems. IEEE Transactions on Communications, 30 (5), 896-903, 1982. 25, 27 [13] Tse, D., Viswanath, P. Fundamentals of wireless communication. Cambridge university press, 2005. 27, 28, 29 [14] Zrni¢, D. S. Simulation of weatherlike doppler spectra and signals. Journal of Applied Meteorology, 14 (4), 619-620, 1975. 29 [15] ITU-T V.42: Error-correcting procedures for dces using asynchronous-tosynchronous conversion, 1993. URL https://www.itu.int/rec/T-REC-V.42/en. 50 [16] Liu, H., Li, G. OFDM-based broadband wireless networks: design and optimization. John Wiley & Sons, 2005. 64 |
| Materias: | Ingeniería en telecomunicaciones > Procesamiento de señales |
| Divisiones: | Gcia. de área de Investigación y aplicaciones no nucleares > Laboratorio de investigación aplicada en Telecomunicaciones |
| Código ID: | 1108 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 29 Aug 2022 15:32 |
| Última Modificación: | 29 Aug 2022 15:32 |
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