Transmisión Li-Fi sobre microprocesador Cortex M4

Abstract

Debido al incremento exponencial de los dispositivos portátiles que utilizan redes inalámbricas, la explotación del espectro de luz visible para transmitir información se ha convertido en un importante campo de investigación en los últimos años. Como ejemplo más sobresaliente que postula a ser futuro referente en las comunicaciones por luz visible se encuentra la técnica genéricamente conocida como VLC (Visual Light Communication) o, de forma más comercial, Li-Fi (Light Fidelity). En este proyecto se diseñará un transmisor y un receptor capaces de comunicarse a través de Li-Fi, y se implementará en un microcontrolador ARM Cortex-M4 de 32 bits, integrado en el kit de bajo coste STM32F4Discovery. Se tomará como referencia en la medida de lo posible el estándar PRIME de comunicación a través de línea eléctrica, que incluye toda la cadena de bloques necesaria para transmitir usando OFDM: codificador, entrelazador, barajador, mapper, FFT... Para ello, en primer lugar tendremos que modelar todo el sistema en Matlab con un doble objetivo: comprender en su totalidad la función de cada uno de los bloques necesarios para transmitir utilizando, en este caso DCO-OFDM; y por otra parte, contribuir a la depuración del sistema hardware. Una vez esté dicho modelo totalmente operativo, será necesario pasar a lenguaje C todos los bloques que realizan el procesamiento digital, además de configurar y utilizar los convertidores digital/analógico y analógico/digital en transmisor y receptor respectivamente. Consecuentemente, tendremos que programar tanto a nivel de bit y registros como trabajar con la FPU utilizando las librerías específicas de ARM para realizar el procesado de señal de la forma más eficiente posible. Tras esto se realizará la verificación del correcto funcionamiento de cada uno de los bloques contrastando el sistema de Matlab y el implementado en el ARM, pasando a través del puerto serie las salidas del sistema hardware a unos ficheros que manipularemos con un script en Matlab para realizar las comprobaciones. Después de asegurarnos de que la configuración de los convertidores es correcta representando las muestras transmitidas y recibidas en Matlab y con el osciloscopio, finalmente, conectaremos las STM32F4Discovery de transmisor y receptor a través de los mismos. Para ello se deberá tener en cuenta tanto el ajuste de los datos que pasamos y nos devuelven los convertidores, así cómo la sincronización entre transmisor y receptor. Todo esto demostrará la posibilidad de integrar un sistema DCO-OFDM válido para transmitir a través de luz visible, en una plataforma tan ampliamente utilizada y accesible actualmente, pero a la vez potente, como es un ARM Cortex-M4.