FPGA TABANLI DAR BANT PLC FSK MODÜLATÖR TASARIMI ve BENZETİMİ

Boğa A. Y., Çavdar İ. H.

2. ULUSLARARASI 19 MAYIS YENİLİKÇİ BİLİMSEL YAKLAŞIMLAR KONGRESİ, Samsun, Türkiye, 27 - 29 Aralık 2019, ss.880-885

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Samsun
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.880-885
  • Karadeniz Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Enerji hatları üzerinden haberleşme (Power Line Communication - PLC) teknolojisi, mevcut elektrik şebeke altyapısının veri iletimi için kullanıldığı, otomasyondan internet erişimine kadar birçok alanda uygulaması bulunan önemli bir haberleşme alternatifidir. PLC haberleşmesinde iletilmek istenilen veri, bir taşıyıcı sinyal ile işleme sokularak modüle edilir ve enerji hattında taşınmaya uygun hale getirilir, modüle edilmiş bu sinyal enerji hattı üzerinde iletilerek veri iletimi sağlanmış olur. Bu modülasyon işlemi ise bir modülatör aracılığı ile gerçekleştirilir. Enerji hatlarının düzensiz ve zamanla değişen dinamik bir karakteristiğe sahip olması, PLC haberleşmesinde kullanılacak modülatör tasarımının esnek ve adaptif yapıda olmasını gerektirir. FPGA (Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi) modüler yapısı, ihtiyaca göre yeniden şekillendirilebilir ve programlanabilir olması ile PLC haberleşmesinde karşılaşılan problemlere pratik ve ekonomik çözümler sunabilmektedir. FSK (Frekans Kaydırmalı Anahtarlama) ise orta frekanslı (100 kHz) PLC haberleşmesinde kullanılan modülasyon türlerinden biridir. Bu çalışmada orta frekans, dar bantta FPGA tabanlı FSK - PLC modülatör tasarım ve benzetimi gerçeklenmiştir. Benzetim çalışmaları için MATLAB® ortamında farklı frekanslarda iki farklı taşıyıcı sinyal oluşturulmuş ve örneklenmiştir. Oluşturulan bu taşıyıcı sinyaller Xilinx® Vivado ortamına aktarılmıştır. İletilmek istenilen veri bitlerinin modülasyon işlemi ise Vivado ara yüzü üzerinde VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) donanım tanımlama dili kullanılarak oluşturulan kod aracılığı ile gerçekleştirilerek modülatörün tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan modülatörün benzetimi, Vivado simülasyon ara yüzü üzerinde gerçekleştirilerek modülasyon sonuçları gözlemlenmiştir. Benzetim sonuçları incelendiğinde, tasarlanan FPGA tabanlı FSK - PLC modülatörün, PLC haberleşmesi için kullanımının uygun olacağı sonucuna varılmıştır. Gelecek çalışmalar için, demodülatör tasarımı yapılarak FPGA tabanlı bir FSK modem tasarımının gerçekleştirilebileceği ve bu modemin PLC haberleşmesinde kullanılabileceği öngörülmüştür.