Diseño y validación experimental de un sistema de comunicaciones ofdm sobre red eléctrica (plc) de interiores.

Abstract

Este trabajo presenta el diseño, implementación y validación experimental de un prototipo de transceptor PLC-OFDM de banda ancha sobre FPGA, concebido como una plataforma de demostración para cuantificar la discrepancia de rendimiento entre los modelos teóricos y un entorno físico real de interiores. El sistema adapta la Capa Física del estándar IEEE 1901 a las restricciones de hardware de un AFE comercial (MAX2981) y un SoC Zynq, operando en la banda de 5-15 MHz. La metodología integra una simulación de referencia basada en modelos de canal de la Universidad de Málaga, un diseño de simulación en MATLAB y una implementación física en la red eléctrica del laboratorio universitario, sometida a escenarios de ruido impulsivo asincrónico real. Los resultados experimentales evidencian que el ruido impulsivo asincró- nico es el factor dominante de error por encima de la atenuación, topología de red o la longitud del enlace. Se concluye que, para mitigar la naturaleza destructiva e inevitable del ruido impulsivo en entornos reales, la robustez de la Capa Física es una condición necesaria pero insuficiente, requiriéndose la implementación de mecanismos de corrección en capas superiores (MAC/FEC) para garantizar la fiabilidad del servicio.

This paper presents the design, implementation, and experimental validation of a broad- band PLC-OFDM transceiver prototype on an FPGA, developed as a demonstration platform to quantify the performance gap between theoretical models and a real indoor physical environment. The system adapts the IEEE 1901 Physical Layer to the hardware constraints of a commercial AFE (MAX2981) and a Zynq SoC, operating in the 5-15 MHz band. The methodology integrates a reference simulation based on University of Málaga chan- nel models, a simulated implementation using MATLAB and a physical implementation in the university laboratory power grid, subjected to real asynchronous impulsive noise scenarios. Experimental results reveal that asynchronous impulsive noise is the dominant error factor, surpassing attenuation, network topology, or link length. It concludes that, to mitigate the destructive and inevitable nature of impulsive noise in real environments, the robustness of the Physical Layer is a necessary but insufficient condition, requiring the implementation of correction mechanisms in higher layers (MAC/FEC) to ensure service reliability.