FPGA tabanlı dar bant BPSK PLC modem tasarımı ve benzetimi
FPGA based narrow band BPSK PLC modem design and simulation
Yazar: REYHAN SAĞ
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI ÇAVDAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Haberleşme sistemlerinde gelişen teknolojiye göre her seviyede kullanıcıya kesinti olmaksızın cevap verebilecek ekonomik altyapı ihtiyacı günden güne artmaktadır. Bu durum haberleşme teknolojilerinde çeşitli yöntemlerin kullanılmasını ve geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Enerji hattı üzerinden haberleşme (Power Line Communication-PLC) teknolojisi, günümüzde birçok alanda yaygın olarak kullanılan güçlü haberleşme alternatiflerinden birisidir. PLC kanalı, gösterdiği yüksek zayıflama ve değişken karakteristiği nedeniyle esnek ve adaptif yapıda PLC modem tasarımını gerektirir. Bu nedenle PLC modem tasarımı için esnek yapılı kapı dizileri, kısa tasarım süresi, kullanıcı tarafından yeniden programlanabilme özelliklerine sahip FPGA (Field Programmable Gate Array) tabanlı sistemler düşük maliyetli, esnek ve pratik bir çözüm olarak düşünülmektedir. 
Bu tez çalışmasında; ikili faz kaydırmalı anahtarlama (Binary Phase Shift Keying- BPSK) modülasyon tekniği ile CENELEC standardında yer alan dar banda göre 100 kHz frekanslı taşıyıcıya sahip, esnek yapılı BPSK-PLC modem tasarımı yapılmıştır. BPSK modem tasarımı için benzetim çalışmaları, önce MATLAB® ortamında daha sonra ise Xilinx destekli Vivado ortamında VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) yazılım dili kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, oluşturulan FPGA tabanlı BPSK-PLC modemin, PLC iletişim sistemine uyumlu olduğunu göstermiştir.

Abstract:
According to the developing technology in communication systems, the need for economic infrastructure that can respond to users at all levels without interruption is increasing day by day. This situation necessitates the use and development of various methods in communication technologies. Communication over the power line (PLC) technology is one of the powerful communication alternatives that is widely used in many fields today. PLC channel requires flexible and adaptive PLC modem design due to its high attenuation and variable characteristics. For this reason, FPGA (Field Programmable Gate Array) based systems with flexible structured gate arrays, short design time, and user reprogrammability are considered as a low-cost, flexible and practical solution for PLC modem design.
In this thesis study; With the binary phase shift keying (BPSK) modulation technique, a flexible BPSK-PLC modem design with 100 kHz frequency carrier according to the narrow band in the CENELEC standard has been made. Simulation studies for BPSK modem design were carried out first in the MATLAB® environment and then in the Xilinx supported Vivado environment using the VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) software language. The results showed that the created FPGA-based BPSK-PLC modem is compatible with the PLC communication system.