• Author / Uploaded
• El Tefo

• Categories
• Inalámbrico
• Ingeniería Electrónica
• Ingeniería en telecomunicaciones
• Ingenieria Eléctrica
• Redes de computadoras

Citation preview

Electrónica y Telecomunicaciones Tecnologías Inalámbricas de Comunicación Práctica:

Evaluación de tecnologías inalámbricas e implementación del estándar 802.15.4 usando SDR Número: 3. Profesor: Ing. Manuel Quiñones Cuenca. Fecha: 30/10/2018 Fecha de entrega: A: 09/11/2017, B: 16/11/2018. Integrantes: 1) …………………………………………… 2) …………………………………………… 3) …………………………………………… 4) …………………………………………… 1. Resumen Durante esta práctica se va a evaluar tecnologías inalámbricas mediante el despliegue de una WSN en un simulador; e implementar el estándar 802.15.4 usando SDR y GNURadio. Finalmente les invito estimados estudiantes a empezar con optimismo la presente práctica. 2. Objetivos 

Evaluar tecnologías inalámbricas mediante la aplicación de un simulador.



Desplegar una aplicación de WSN en un área urbana del Ecuador aplicando tecnologías inalámbricas.



Implementar y analizar el estándar IEEE 802.15.4 usando SDR y GNURadio.

3. Reglas generales para el desarrollo de las Prácticas de Laboratorio. 

Las presentaciones de los resultados deben ser originales, es decir, se sancionará a los equipos o autores de prácticas idénticas.



El día de entrega de la práctica debe ser en formato electrónico y subido al sistema EVA (Subir informe y archivos generados)



Durante revisión de la práctica, se verificará los resultados y las conclusiones que hayan obtenido con el fin de corroborar los objetivos de la práctica se haya logrado.

4. Preparación previa  Desarrollar una tabla comparativa de las siguientes tecnologías: Wi-Fi, Zigbee, DigiMesh y LORA. San Cayetano Alto s/n Loja-Ecuador Telf.: (593-7) 370 1444 [email protected] Apartado Postal: 11-01-608 www.utpl.edu.ec

Analice los siguientes aspectos de la implementación del transmisor y receptor del estándar IEEE 802.15.4 en GNURadio:   



5. Material    

¿Cómo se generan las componentes en fase y cuadratura a partir de la secuencia de bits? ¿Qué tabla de conversión símbolo a chip se utiliza? ¿Por qué son secuencias de números complejos? ¿Cómo se puede deducir el ancho de banda de la modulación a partir de la tasa de transmisión de chips? ¿Cómo detectarías en teoría un símbolo a partir de su secuencia de chips? Archivo de GNURadio 802.15.4_phy. Memoria USB con imagen de Ubuntu y GNURadio instalado. USRP N210. Simulador CupCarbon

6. Desarrollo 6.1. Evaluación mediante simulador Parte 1. Use

el

simulador

de

WSN

e

IoT

denominado

CUPCARBON

(http://www.cupcarbon.com/). Despliegue una WSN de 7 nodos, desde uno de los nodos se va a enviar mensajes para activar o desactivar un led del resto de nodos (Utilice Zigbee para la transmisión de datos).

San Cayetano Alto s/n Loja-Ecuador Telf.: (593-7) 370 1444 [email protected] Apartado Postal: 11-01-608 www.utpl.edu.ec

Figura 1: Simulación usando CupCarbon.



Muestre los scripts para el envío y recepción.



Indique el consumo de energía de los nodos.

Parte 2. Usando

el

simulador

de

WSN

e

IoT

denominado

CUPCARBON

(http://www.cupcarbon.com/). Despliegue una WSN (>=20 NODOS) en un área urbana del Ecuador y enviar datos de los sensores (identificar un área de aplicación) 

Utilice Zigbee, Lora y Wi-Fi para la transmisión de datos.



Analice el consumo de energía de la WSN evaluando las distintas tecnologías.

6.2. Implementación del estándar 802.15.4 usando SDR y GNURadio 6.2.1. Dependencias para utilizar IEEE 802.15.4 en GNURadio (Actividad: capture los resultados) San Cayetano Alto s/n Loja-Ecuador Telf.: (593-7) 370 1444 [email protected] Apartado Postal: 11-01-608 www.utpl.edu.ec

Se requiere de varias dependencias para implementar el estándar IEEE 802.15.4 en GNURadio y para conectar el USRP al PC, se instala las siguientes dependencias [3] [5]. Se presiona: Control+Alt+T, para acceder a la terminal, se digita las siguientes líneas de comando:  

g++ $ sudo apt-get install g++ gr-foo $ $ $ $ $ $ $ $ $



cd git clone https://github.com/bastibl/gr-foo.git cd gr-foo mkdir build cd build cmake .. make sudo make install sudo ldconfig

python-matplotlib $ sudo apt-get install python-matplotlib



Driver USRP $ sudo apt-get install libuhd-dev libuhd003 uhd-host

Luego, mediante el siguiente comando se identifica el USRP: $ uhd_find_devices Al ser la primera vez que se utiliza el USRP N210, solicitará que se grabe la imagen o firmware correspondiente, para ello se debe descargar las imágenes con la siguiente línea de comando: $ sudo /usr/lib/uhd/utils/uhd_images_downloader.py Se digita nuevamente el comando para identificar el USRP, en este caso se grabará la imagen en el dispositivo. Además, mediante el siguiente comando se observa las características del USRP: $ uhd_usrp_probe

San Cayetano Alto s/n Loja-Ecuador Telf.: (593-7) 370 1444 [email protected] Apartado Postal: 11-01-608 www.utpl.edu.ec

6.2.2. Instalación del estándar IEEE 802.15.4 (Actividades: Muestre directorio, procesos y verifique si se añade bloques de 802.15.4 a GNURadio) Es necesario la instalación del transceiver (Transmisor - Receptor) O-QPSK con el estándar IEEE 802.15.4 para GNURadio. Se presiona: Control+Alt+T, para acceder a la terminal, se digita la siguiente línea de comando [4]: $ $ $ $ $ $ $ $ $

cd git clone git://github.com/bastibl/gr-ieee802-15-4.git cd gr-ieee802-15-4 mkdir build cd build cmake .. make sudo make install sudo ldconfig

A continuación, se accede al directorio /gr-ieee802-15-4/examples/ y se ejecuta el archivo ieee802_15_4_OQPSK_PHY.grc, ello creará en GNURadio las librerías del estándar IEEE 802.15.4. 6.3. Establecer comunicación entre dos USRPS usando Zigbee. Actividad: 

Realice las modificaciones en los archivos de ejemplo y muestre los cambios realizados.



Mostrar resultados de la transmisión de mensajes.

Figura 2: Topología de red.

6.4. Establecer comunicación entre tres USRPS usando Zigbee, utilizando uno como repetidor Actividad: 

Realice las modificaciones en los archivos de ejemplo y muestre los cambios realizados.

San Cayetano Alto s/n Loja-Ecuador Telf.: (593-7) 370 1444 [email protected] Apartado Postal: 11-01-608 www.utpl.edu.ec



Mostrar resultados de la transmisión de mensajes.

Figura 3: Topología de red.

7. Resultados Entregar cada uno de las actividades resueltas y sus conclusiones. 8. CONCLUSIONES Estimados estudiantes, deben analizar los resultados obtenidos en cada una de las actividades propuestas, así como de aquellas otras que estimen necesarias. 9. Bibliografía [1] ECCI posgrados. (2015) Implementación del estándar 802.15.4 en un sistema GNURadio. [2] IEEE Computer Society. (2011) Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LRWPANs) [3] Ettus Research (2016). Website. [Online]. Disponible en: https://www.ettus.com/ [4] IEEE 802.15.4 ZigBee Transceiver (2016). Website. [Online] Disponible en: https://github.com/bastibl/gr-ieee802-15-4 [5] Some GNU Radio blocks that I use. (2016). Website. [Online] Disponible en: https://github.com/bastibl/gr-foo

San Cayetano Alto s/n Loja-Ecuador Telf.: (593-7) 370 1444 [email protected] Apartado Postal: 11-01-608 www.utpl.edu.ec