Avaliação de códigos corretores de erro para comunicação de dados em ordem na rede elétrica

Abstract

Resumo: A rede elétrica, a qual está presente em praticamente todas as construções e residências, é um meio de comunicação de dados conveniente e que não exige grandes gastos complementares quanto à infraestrutura. Todavia, devido às características variantes no tempo desse canal hostil, projetar um sistema para a transmissão de dados torna-se um problema desafiador. Um único modelo preciso para o canal da rede elétrica ainda não está completamente estabelecido, portanto avaliá-la como meio de comunicação é uma tarefa difícil. A principal contribuição desse trabalho é verificar o desempenho dos códigos corretores de erro em um ambiente de simulação utilizando amostras reais de ruído medido da rede elétrica. A multiplexação por divisão em frequência (OFDM) é considerada, pois é o principal método empregado nos sistemas atuais. O método de simulação de Monte Cario foi utilizado para a obtenção das curvas de desempenho dos códigos convolucionais, de Reed-Solomon e turbo para uma transmissão por um canal com ruído medido da rede elétrica. Os desempenhos para o canal com ruído aditivo branco gaussiano (AWGN) também foram traçados com fins comparativos. Os resultados obtidos mostram que os códigos apresentam desempenhos variáveis quando submetidos ao ruído da rede se comparados ao desempenho em canais com ruído AWGN, o que confirma a necessidade de uma escolha cuidadosa do código para melhores resultados.

Abstract: Power lines, which can be found in essentially all buildings and residences, form a convenient and inexpensive medium for data communication. However due to the time-varying characteristics of this hostile channel, designing a system for data transmission over the power lines becomes a challenging problem. A precise model for power line communication (PLC) is not available yet, so evaluate the power line as a communication channel is a difficult task. The main contribution of this work is to verify the performance of error correction codes in a simulated environment using real samples of measured power line noise. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is considered because it is the main method employed on most systems. Monte Carlo method is used to estimate the performances of convolutional codes, the Reed-Solomon codes and the turbo codes on a measured power line noise. Their performances for Additive White Gaussian Noise (AWGN) have also been plotted for comparison purposes. Results show that the codes perform differently on real noise compared to Additive White Gaussian Noise. It confirms that a careful choice of code is necessary for best performances.