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Análisis de la respuesta de canal de la red de alimentación de un vehículo<br />A. B. Vallejo-Mora, J. J. Sánchez-Martínez...
Índice<br /><ul><li>  Introducción
   Tecnología PLC y ventajas
   Aplicaciones anteriores y nueva
   Protocolos existentes
   Similitudes con aplicación en interiores
   Trabajo realizado en vehículos
  Análisis según hipótesis de canal invariante
  Análisis según hipótesis de canal variante
  Conclusiones</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />2<br />
Introducción<br /><ul><li>Tecnología PLC (Power Line Communications)
Transmisión de datos por la red eléctrica
Aplicaciones anteriores:   </li></ul>Integración en red de área extensa            “ última milla”<br />Red de área local ...
Uso  cableado de alimentación de vehículo para transmitir datos
Protocolos existentes: comunicación entre los diferentes sensores  y el sistema de control central
CAN (ControllerArea Network), LIN (Local Interconnect Network) y FlexRay            buses dedicados</li></ul>Valladolid, 2...
Introducción<br /><ul><li>Ventajas de PLC en vehículos
No es necesario buses dedicados            red de alimentación
Ahorro           material, mano de obra, combustible
Incorporación fácil de nuevas funcionalidades
Red de alimentación como red de comunicación:
En principio, red redundante
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Analisis respuesta canal_red_alimentacion_vehiculo

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  1. 1. Análisis de la respuesta de canal de la red de alimentación de un vehículo<br />A. B. Vallejo-Mora, J. J. Sánchez-Martínez, F. J. Cañete, J. A. Cortés y L. Díez<br />Ingeniería de Comunicaciones, Universidad de Málaga<br />
  2. 2. Índice<br /><ul><li> Introducción
  3. 3. Tecnología PLC y ventajas
  4. 4. Aplicaciones anteriores y nueva
  5. 5. Protocolos existentes
  6. 6. Similitudes con aplicación en interiores
  7. 7. Trabajo realizado en vehículos
  8. 8. Análisis según hipótesis de canal invariante
  9. 9. Análisis según hipótesis de canal variante
  10. 10. Conclusiones</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />2<br />
  11. 11. Introducción<br /><ul><li>Tecnología PLC (Power Line Communications)
  12. 12. Transmisión de datos por la red eléctrica
  13. 13. Aplicaciones anteriores: </li></ul>Integración en red de área extensa “ última milla”<br />Red de área local (LAN)<br /><ul><li>Nueva aplicación:
  14. 14. Uso cableado de alimentación de vehículo para transmitir datos
  15. 15. Protocolos existentes: comunicación entre los diferentes sensores y el sistema de control central
  16. 16. CAN (ControllerArea Network), LIN (Local Interconnect Network) y FlexRay buses dedicados</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />3<br />
  17. 17. Introducción<br /><ul><li>Ventajas de PLC en vehículos
  18. 18. No es necesario buses dedicados red de alimentación
  19. 19. Ahorro material, mano de obra, combustible
  20. 20. Incorporación fácil de nuevas funcionalidades
  21. 21. Red de alimentación como red de comunicación:
  22. 22. En principio, red redundante
  23. 23. Funciones de confort y no de seguridad
  24. 24. Si se demuestra fiabilidad se pueden reducir o eliminar los buses dedicados
  25. 25. Otros ámbitos aeroespacial, ferroviario, naval y aeronáutico</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />4<br />
  26. 26. Introducción<br /><ul><li>Similitudes con aplicación en interiores:
  27. 27. Topología arborescente
  28. 28. Cuadro distribución en viviendas equivalente a batería en vehículos
  29. 29. Desadaptaciones de impedancia propagación multicamino
  30. 30. Respuesta en frecuencia con desvanecimientos profundos
  31. 31. Estudios de canales PLC en interiores:
  32. 32. Características del canal
  33. 33. Modelos para obtener respuestas en frecuencia representativas
  34. 34. Trabajo realizado en vehículos:
  35. 35. Medidas de canales en diferentes estados de motor (apagado, ralentí y 2000 rpm)
  36. 36. Análisis de 2 modelos de comportamiento del canal variante e invariante en el tiempo</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />5<br />
  37. 37. Índice<br /><ul><li> Introducción
  38. 38. Análisis según hipótesis de canal invariante
  39. 39. Modelo de canal invariante en el tiempo
  40. 40. Configuración de medida
  41. 41. Elección de puntos de acceso y canales
  42. 42. Canales LTI medidos
  43. 43. Análisis según hipótesis de canal variante
  44. 44. Conclusiones</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />6<br />
  45. 45. Análisis según hipótesis de canal invariante <br /><ul><li>Modelo de canal invariante en el tiempo:
  46. 46. Sistema lineal e invariante en el tiempo (LTI) caracterizado por su respuesta impulsiva h(t) o por su respuesta en frecuencia H(f)</li></ul>Relación entrada-salida:<br /><ul><li>H(f) queda determinada en función de parámetros S del canal medido
  47. 47. Modelo que representa cierto estado de la red de alimentación si se activa o desactiva algún dispositivo, cambia la H(f)</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />7<br />
  48. 48. Análisis según hipótesis de canal invariante <br /><ul><li>Medida de canales de la red de alimentación de un vehículo para 3 estados de motor (apagado, ralentí y 2000 rpm)
  49. 49. Configuración de medida: </li></ul>Parámetros del analizador de redes:<br /><ul><li>Bw= [0.3-100] MHz
  50. 50. Nº de puntos= 1601
  51. 51. Bw de FI= 1 kHz
  52. 52. Factor de promediado= 16 </li></ul>Canal medido engloba el enlace de la red de alimentación seleccionado, los cables BNC-bananas, transición y conectores<br />Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />8<br />
  53. 53. Análisis según hipótesis de canal invariante <br /><ul><li>Elección de canales: </li></ul>Puntos de acceso<br /><ul><li>Uniformemente distribuidos
  54. 54. Conexión directa a batería o bajo contacto</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />9<br />
  55. 55. Análisis según hipótesis de canal invariante <br /><ul><li>Canales LTI medidos: </li></ul>Tipos<br />Canal directo:<br /><ul><li>No pasa a través de la batería
  56. 56. Un único canal
  57. 57. Menor atenuación
  58. 58. Desvanecimientos suaves
  59. 59. Diferencias de 2 dB con velocidad
  60. 60. Pasa a través de la batería
  61. 61. Resto de canales (11)
  62. 62. Mayor atenuación factor limitante el paso por batería
  63. 63. Desvanecimientos profundos
  64. 64. Diferencias de 25 dB con velocidad </li></ul>Canal indirecto:<br />Camino directo: alimentación radio-encendedor<br /> (A) Apagado (B) Ralentí (C) 2000 rpm<br />Camino indirecto: luz de cruce-iluminación radio<br /> (D) Apagado (E) Ralentí (F) 2000 rpm <br />Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />10<br />
  65. 65. Índice<br /><ul><li> Introducción
  66. 66. Análisis según hipótesis de canal invariante
  67. 67. Análisis según hipótesis de canal variante
  68. 68. Señales de sincronismo
  69. 69. Modelo de canal variante en el tiempo
  70. 70. Modelo de aproximación de variación lenta del canal
  71. 71. Configuración y procedimiento de medida
  72. 72. Canales LPTV medidos
  73. 73. Conclusiones</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />11<br />
  74. 74. Análisis según hipótesis de canal variante <br /><ul><li>Consideraciones:
  75. 75. Alimentación en estado apagado batería</li></ul> Alimentación en estado encendido alternador<br /><ul><li>Alternador genera señal alterna que se transforma en continua mediante un rectificador alimentación de dispositivos
  76. 76. Impedancia del alternador puede variar con la velocidad del motor </li></ul> posible variación de H(t,f) con velocidad del motor<br /><ul><li>Impedancia del alternador puede variar para velocidad dada de motor debido a variaciones de tensión de la señal alterna posible variación de H(t,f) con señal alterna (ciclo del motor)
  77. 77. Necesario señal de sincronismo </li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />12<br />
  78. 78. Análisis según hipótesis de canal variante <br /><ul><li>Señales de sincronismo:
  79. 79. Fase de inyección combustible entra en cilindros del motor
  80. 80. Señales de interés: señal de cuentarrevoluciones y señal de fase
  81. 81. Señal cuentarrevoluciones indica revoluciones por minuto del motor
  82. 82. Señal de fase permite sincronismo con los 4 cilindros
  83. 83. Mediante estas señales, la Unidad de Control Electrónico (ECU) controla el comienzo y duración de la inyección de combustible </li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />13<br />
  84. 84. Análisis según hipótesis de canal variante <br />Señal de fase<br />Señal de cuentarrevoluciones<br />Ralentí<br />2000 rpm<br /><ul><li>Ciclo motor inyección de los 4 cilindros y duración dependiente de revoluciones del motor
  85. 85. Ciclo motor 8 periodos de señal de cuentarrevoluciones, 1 periodo de señal de fase</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />14<br />
  86. 86. Análisis según hipótesis de canal variante <br /><ul><li>Modelo de canal variante en el tiempo:
  87. 87. Sistema lineal variante periódicamente con el tiempo (LPTV) caracterizado por su respuesta impulsiva h(t,u) o por su respuesta en frecuencia H(t,f)</li></ul>Relación entrada-salida:<br /><ul><li>Respuesta al impulso h(t,u) en el instante t obtenida a partir del impulso aplicado en el instante u
  88. 88. Como respuesta en frecuencia del canal presenta comportamiento cíclico (periodo T0 ) se cumple</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />15<br />
  89. 89. Análisis según hipótesis de canal variante <br /><ul><li>Modelo de aproximación de variación lenta del canal:
  90. 90. Modelo basado en la variación lenta del canal intervalos de invarianza en un periodo T0 (respuesta del canal no cambia)
  91. 91. Canal LPTV determinado por un conjunto de sistemas LTI de respuestas al impulso hl(t)
  92. 92. Respuestas impulsivas de sistemas LTI relacionadas con respuestas al impulso de sistema LPTV</li></ul>Parámetros:<br /><ul><li>L intervalos de invarianza
  93. 93. Duración de intervalos de invarianza</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />16<br />
  94. 94. Análisis según hipótesis de canal variante <br /><ul><li>Configuración de medida:
  95. 95. Uso de analizador de redes y osciloscopio
  96. 96. Osciloscopio utilizado como mecanismo de disparo del barrido del analizador de redes
  97. 97. Señal de fase como sincronismo </li></ul> se dispara trigger siempre con el mismo pico de los dos existentes dentro de un periodo<br />Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />17<br />Elegir punto de disparo<br />
  98. 98. Análisis según hipótesis de canal variante <br />Objetivo: Determinar variación periódica<br /><ul><li>Procedimiento de medida: </li></ul>Ralentí<br />10 medidas consecutivas de B=10 MHz:<br />N= 1601 puntos, C= 100 ciclos, L=16 intervalos invarianza<br />T0= 145.6 ms, TB=14.56 s<br />Δf= 6.25 kHz, Δf’=100 kHz<br />Btotal= [0.3 – 100.3] MHz<br />Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />18<br />
  99. 99. Análisis según hipótesis de canal variante <br /><ul><li>Canales LPTV medidos:
  100. 100. Mayor atenuación en canal indirecto
  101. 101. Las variaciones cíclicas del módulo de H(t,f) son irrelevantes, al contrario que en la red eléctrica de viviendas que superan los 10 dB</li></ul>Camino indirecto: luz de cruce-iluminación radio<br />Camino directo: alimentación radio-encendedor<br />Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />19<br />
  102. 102. Índice<br /><ul><li> Introducción
  103. 103. Análisis según hipótesis de canal invariante
  104. 104. Análisis según hipótesis de canal variante
  105. 105. Conclusiones</li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />20<br />
  106. 106. Conclusiones <br /><ul><li>Evaluación de dos modelos de comportamiento de la respuesta en frecuencia de canales establecidos en la red de alimentación de un vehículo modelo lineal e invariante en el tiempo (LTI) y modelo lineal variante periódicamente en el tiempo (LPTV)
  107. 107. Se han utilizado medidas reales de canal realizadas en la red de alimentación de un vehículo Fiat Coupé
  108. 108. Se ha comprobado que las respuestas en frecuencia de los diferentes canales presentan variaciones cíclicas no significativas respecto al ciclo del motor modelo LPTV no es apropiado
  109. 109. Modelo LTI conveniente para canales en red de alimentación de vehículos </li></ul>Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />21<br />
  110. 110. Agradecimientos <br /><ul><li>Este trabajo ha sido subvencionado por la Junta de Andalucía bajo el proyecto nº TIC-03007
  111. 111. Los autores agradecen la colaboración de Fiat Málaga</li></ul>GRACIAS POR SU ATENCIÓN<br />Valladolid, 27-29 de septiembre de 2010<br />22<br />
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