РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 7
1 Архитектура программно-конфигурируемого радио 8
1.1 Архитектура радиостанции ПКР 8
1.2 Идеальная радиостанция ПКР 9
1.3 Радиоприемник с ненулевой промежуточной частотой 11
1.4 Радиоприемник с нулевой промежуточной частотой 13
1.5 Анализ структуры радиоприёмника RTL-SDR 15
1.6 Использование ПКР в образовании 16
1.7 Устройство приёмника RTL-SDR 17
2 Основные сведения о спектральном анализе 22
2.1 Понятие спектра 22
2.2 Анализ спектра 23
2.3 Типы измерений спектра 24
3 Интерфейс устройства RTL-SDR 26
3.1 Интерфейс устройства RTL-SDR в SDR Sharp 26
3.2 Интерфейс устройства RTL-SDR в Matlab 28
3.3 Интерфейс устройства RTL-SDR в Simulink 32
4 Анализ спектра 35
4.1 Анализ спектра устройством RTL-SDR В Matlab 35
4.2 Анализ спектра устройством RTL-SDR в Simulink 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 52
Программно-конфигурируемое радио (ПКР или SDR, Software Defined Radio) - это радиоаппаратура, в которой некоторые или все функции физического уровня определяются программным обеспечением без изменений в аппаратных компонентах, используемых для передачи и приёма частот. Возможность на программном уровне изменять или устанавливать радиочастотные параметры, такие как тип модуляции, диапазон частот, метод доступа к каналам и т.д. - позволяет достичь максимальной совместимости радиосистем различных стандартов с целью создания единого информационного пространства, не требуя при этом нового оборудования. Это делает технологию ПКР гибкой и экономически выгодной. С появлением дешевых приемных устройств интерес к этой технологии возрос еще больше, поскольку она позволяет создать недорогое радио, работающее в диапазоне от десятков мегагерц до единиц гигагерц.
Для пользователя программно-конфигурируемое радио позволяет реализовать следующие функции:
- оперативное изменение текущей конфигурации радиостанции с минимальными затратами времени и средств;
- быстрое добавление новых функций и возможностей без дорогостоящих изменений оборудования;
- снижение стоимости текущего обслуживания аппаратной части, характерного для значительного количества радиосредств;
- использование одной и той же радиостанции в различных сетях и для различных приложений.
В настоящее время широкое применение SDR получило как в военной сфере, так и в гражданской, что обусловлено высоким потенциалом данной технологии. При приеме сигналов с цифровой модуляцией SDR становится незаменимым. Со временем, ПКР, возможно, станет основной технологией в радиосвязи, так как является ключевой концепцией в последующем развитии радиооборудования: адаптивное радио (Adaptive Radio), когнитивное радио (Cognitive Radio) и интеллектуальное радио (Intelligent Radio).
В данной работе объектом исследования являлась технология программно- конфигурируемого радио. Была произведена работа на профессиональном уровне с такими программами, как SDRSharp и Matlab. В ходе реализации функции анализа спектра было выяснено, что устройство RTL-SDR может быть использовано в качестве альтернативы для целей спектрального анализа, что способствует снижению сложности анализа сигналов. Производительность этой системы на данном этапе вполне приемлема, она удобна в использовании и экономически эффективна по сравнению с традиционными аппаратными системами. Поэтому устройство может быть использован в качестве современного инструмента анализа спектра, имеющего широкий диапазон частотных настроек для более эффективного анализа сигналов.
В результате можно сказать, что технология программно-конфигурируемого радио является наиболее перспективной концепцией современного радио. Эта технология легко совершенствуется путем обновления программного обеспечения. Стоит также отметить, что USB-приемники RTL-SDR могут служить дешевой SDR-платформой для решения многих учебных задач при выполнении лабораторных работ и курсовых проектов в ходе изучения дисциплин, связанных с цифровой обработкой сигналов и системами связи физического уровня.
