Entrenador de comunicaciones digitales basado en FPGA controlado mediante LabVIEW

Resumen

Este trabajo describe el diseño e implementación en FPGA (Field Programmable Gate Array) de un entrenador para el aprendizaje de los conceptos básicos sobre sistemas de comunicación digital. El sistema implementado permite generar los principales tipos de señales de modulación digital (ASK, FSK, BPSK, M-PSK, M-QAM) y dispone de un receptor óptimo para la demodulación de señales corrompidas por ruido AWGN (Additive White Gaussian Noise). La propia FPGA incluye ya dicho generador de ruido AWGN. Finalmente, una herramienta software desarrollada en LabVIEW permite el análisis de las diferentes señales en el modulador y el demodulador implementados en la FPGA. Aunque este sistema está enfocado como una herramienta para promover un mejor aprendizaje de los conceptos de comunicación digital, su diseño e implementación también puede enfocarse como un Trabajo de Fin de Grado en títulos relacionados con la Ingeniería Electrónica. En ese caso, el desarrollo del proyecto cubre aspectos relativos a los sistemas de comunicación, procesado de señal, conversión digital-analógica y programación en LabVIEW, así como el diseño y síntesis de dispositivos lógicos mediante lenguajes de descripción de hardware. Esto, por un lado, permitiría al o la estudiante no sólo profundizar en dichos tópicos de la Ingeniería y aplicar sus conocimientos al logro de un objetivo específico, sino que además plantea la resolución de un problema no trivial mediante técnicas digitales, lo que supone un incremento de su confianza para enfrentarse a nuevos retos en el futuro. Por otro lado, desde un punto de vista educativo, esta herramienta ha sido utilizada en cursos sobre comunicaciones digitales para evaluar la mejora de la comprensión del alumnado en dichas técnicas. Se ha observado un incremento del 30% en los resultados académicos obtenidos por los estudiantes en los tópicos de comunicación digital desde la introducción de estos entrenadores como parte del programa de prácticas de estas asignaturas.