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- ELETTRONICA OGGI 444 - APRILE 2015
Communications per quanto riguarda il suo nucleo centrale:
grazie alla piattaforma Argos della Rice University è stato
possibile utilizzare un massimo di 24 FPGA connessi a 96
antenne usando la. Un framework Python personalizzato
sviluppato da Mango Communications controlla e raccoglie
i dati da ogni nodo nella matrice in tempo reale. La combi-
nazione di tool sviluppati da Mango e dalla Rice Universi-
ty permette di analizzare in maniera approfondita lo stack
wireless, inclusi di dati originali del canale necessari per
caratterizzare il MIMO massivo.
Una caratteristica chiave dell’implementazione 802.11 de-
dicata è la capacità di trasmettere in tempo reale parametri
di basso livello in banda base, come i guadagni AGC, le sti-
me sui canali e i contenuti dei pacchetti originali (anche dei
pacchetti con errori) da tutte le antenne in ricezione. Questa
caratteristica del progetto di riferimento consente alla ma-
trice Argos di Rice di comportarsi come un punto di acces-
so (AP) standard conforme allo standard 802.11, fornendo
la connettività Internet ai dispositivi WiFi commerciali (ad
esempio, smartphone, tablet o laptop) e raccogliendo simul-
taneamente i dati dei canali fra le antenne della matrice e
ciascun client, il tutto in tempo reale. Gli FPGA di Xilinx sono
cruciali per garantire il funzionamento in tempo reale in cor-
rispondenza di ciascuna antenna. Essi condensano i dati
raccolti da ciascuna antenna all’interno delle caratteristiche
dei canali clienti che un’applicazione dedicata può trasmet-
tere in tempo reale ed analizzare.
Componenti a livello di sistema
WARP – Wireless Open-Access Research Platform, è una
piattaforma wireless programmabile, scalabile ed espandi-
bile adatta alla prototipazione di reti wireless avanzate. Essa
abbina hardware programmabile ad alte prestazioni con un
database open source di progetti di riferimento e di materia-
li di supporto. Un componente centrale all’interno del siste-
ma di misura dei canali MIMO massivi è la piattaforma har-
dware WARP v3 di Mango Communications. La piattaforma,
ideata per la prototipazione in tempo reale di nuovi progetti
wireless, integra un FPGA Virtex 6 di Xilinx ad alte prestazio-
ni, due interfacce RF flessibili e diverse periferiche, incluse
DRAM DDR3 e due interfacce Gigabit Ethernet da 1 Gbps.
La scheda WARP v3 può essere estesa a quattro interfacce
RF completamente programmabili con connessioni digitali
indipendenti in banda base verso l’FPGA (Fig. 1).
Per studiare i sistemi MIMO massivi, è necessario alloca-
re simultaneamente più nodi WARP v3 con alimentazione,
temporizzazione e connettività Ethernet condivise. Questo
requisito è stato soddisfatto dal progetto Argos dell’Univer-
sità di Rice. La matrice v2 Argos è una combinnazione di
24 nodi WARP-v3 con quattro antenne (Fig. 2). Essa è stata
progettata per supportare un’ampia varietà di esperimen-
ti MIMO massivi, ed è particolarmente adatta per acquisire
più misure simultanee sui canali, lungo tutte e 96 le antenne
della matrice. L’FPGA in corrispondenza di ciascun nodo
WARP v3 fornisce la potenza di elaborazione necessaria in
prossimità delle interfacce RF. In una configurazione MIMO
massiva come quella del progetto Argos, è necessario ela-
borare un’enorme quantità di dati. Ad esempio, quando ri-
ceve 40 MHz di banda, ciascuna interfaccia RF su WARP
Fig. 1 – L’hardware WARP v3 con il modulo FMC con due radio mette
a disposizione un FPGA di grandi dimensioni, Quattro interfacce RF,
memoria e due connessioni Ethernet