Análisis y estudio del desempeño del código chequeo de paridad de baja densidad irregular en un canal de línea eléctrica de baja tensión

Analysis and study of the performance of the irregular low density parity check code in low voltage powerline

En este trabajo se analiza y estudia el código chequeo de paridad de baja densidad irregular (LDPC), en un canal de línea eléctrica de baja tensión. Se analizan los modelos de ruido existentes para las líneas eléctricas de baja tensión.Se evalúa el desempeño del código LDPC irregular, en un canal de línea eléctrica de baja tensión para diferentes velocidades de transmisión (3, 10, 15 y 30 Mbps), considerando como parámetro de desempeño el BER versus SNR.

INTRODUCCIÓN

Las comunicaciones sobre líneas de energía eléctricas se remontan a los años 20, cuando el proceso de electrificación acababa de comenzar [1, 2]. Es así como las empresas eléctricas usan su infraestructura con el propósito adicional de telemetría y control de supervisión [1, 3], debido a la falta de disponibilidad de redes telefónicas en posiciones remotas [3].

Para aquello, la modulación lineal y modulación de frecuencia se usaron como las técnicas de modulación primarias [4], en lo que se denomina transmisión de portadora sobre líneas de poder (CTP), con la característica de utilizar frecuencias en el rango de 15 a 500 KHz y bajas potencias de transmisión (hasta 10 Watt) sobre líneas de alta tensión, cubriendo distancias de entre 160 y 900 km.

A contar de 1930, se usa señalización de portadora (RCS), para comunicar datos telemétricos, esta vez en forma unidireccional, sobre líneas de energía de media y baja tensión [5], empleando técnicas como conmutación de amplitud (ASK) y conmutación de frecuencia (FSK). Los sistemas RCS funcionan con frecuencias de portadora muy cercana a la frecuencia de señal de poder (100-900 Hz) y tienen velocidades de transferencia de datos sumamente bajas (del orden de unos pocos bits por segundos) a fin de mantener comunicaciones confiables en presencia de la fuerte interferencia de la señal de poder. La ventaja principal de RCS se debe al hecho de que la señal de datos puede pasar fácilmente por los transformadores, sufriendo muy pequeña atenuación y por esto son principalmente usados sobre redes que incorporan un gran número de transformadores inherentes a la red [6].

Nuevos sistemas con bajas tasas de transmisión se desarrollan hasta la década del 80, para aplicaciones de lectura de medidores de energía y de gestión de demanda eléctrica [7]. Las primeras investigaciones con el fin de analizar las características de la red eléctrica y la capacidad de la misma como canal de comunicación se realizan por algunas empresas de energía en Europa y Estados Unidos. Las bandas entre 5 y 500 kHz son las más consideradas y dos factores tienen predominancia en estos estudios: la relación señal a ruido y la atenuación de la señal en la red.