📄Работа №212117
Тема: Квадратурная модуляция и демодуляция сигналов в программно-конфигурируемом радио
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Программирование
Объем:
61 листов
Год:
2021
Просмотров:
42
4700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Анализ ТЗ и предстоящий план работы 8
2. Архитектура програмно-конфигурируемого радио 9
2.1 Структура RTL-SDR приемника 9
2.2 Описание и технические характеристики
RTL2832U & R820T2 11
3 Теоретические основы передачи данных путем амплитудной-
квадратурной модуляции 15
3.1 Амплитудная модуляция с подавленной несущей 15
3.2 Демодуляция при фазовом сдвиге 18
3.3 Квадратурная модуляция и демодуляция в вещественной
форме 19
3.4 Квадратурная демодуляция при фазовом сдвиг 22
3.5 Квадратурная модуляция и демодуляция в комплексной
форме 26
3.6 Спектры квадратурной модуляции и демодуляции 27
3.7 Компенсация частотного сдвига при квадратурной
демодуляции 29
4 Разработка моделей для исследования процессов обработки
сигналов в ПКР 31
4.1 Работа с устройством RTL-SDR Процесс синхронизации
SDR-RTL устройства с программой Matlab/Simulink 31
4.2 Обзор основных команд SDR устройства в программе
Matlab 34
4.3 Разработка модели для исследования модулированных
сигналов и спектров 35
4.4 Разработка модели для исследования квадратурной
модуляции и демодуляции 38
4.5 Разработка модели, имитирующая передачу и прием
информации по реальному каналу 45
4.7 Амплитудная модуляция АМ-DSB-TC 47
4.8 Амплитудная модуляции АМ-DSB-SC 49
4.9 Демодуляция АМ-DSB-TC и АМ-DSB-SC 51
4.10 Демодуляция сигнала SDR с помощью ФАПЧ 53
4.11 Демодуляция сигнала SDR с помощью петли Костоса 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЕ А 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 62
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Анализ ТЗ и предстоящий план работы 8
2. Архитектура програмно-конфигурируемого радио 9
2.1 Структура RTL-SDR приемника 9
2.2 Описание и технические характеристики
RTL2832U & R820T2 11
3 Теоретические основы передачи данных путем амплитудной-
квадратурной модуляции 15
3.1 Амплитудная модуляция с подавленной несущей 15
3.2 Демодуляция при фазовом сдвиге 18
3.3 Квадратурная модуляция и демодуляция в вещественной
форме 19
3.4 Квадратурная демодуляция при фазовом сдвиг 22
3.5 Квадратурная модуляция и демодуляция в комплексной
форме 26
3.6 Спектры квадратурной модуляции и демодуляции 27
3.7 Компенсация частотного сдвига при квадратурной
демодуляции 29
4 Разработка моделей для исследования процессов обработки
сигналов в ПКР 31
4.1 Работа с устройством RTL-SDR Процесс синхронизации
SDR-RTL устройства с программой Matlab/Simulink 31
4.2 Обзор основных команд SDR устройства в программе
Matlab 34
4.3 Разработка модели для исследования модулированных
сигналов и спектров 35
4.4 Разработка модели для исследования квадратурной
модуляции и демодуляции 38
4.5 Разработка модели, имитирующая передачу и прием
информации по реальному каналу 45
4.7 Амплитудная модуляция АМ-DSB-TC 47
4.8 Амплитудная модуляции АМ-DSB-SC 49
4.9 Демодуляция АМ-DSB-TC и АМ-DSB-SC 51
4.10 Демодуляция сигнала SDR с помощью ФАПЧ 53
4.11 Демодуляция сигнала SDR с помощью петли Костоса 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЕ А 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 62
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе проводится исследование принципов квадратурной модуляции и демодуляции сигналов с использованием доступного программно-конфигурируемого радио (ПКР) на примере устройства RTL2832U & R820T2 (RTL-SDR). Актуальность темы обусловлена широким распространением и перспективами развития технологий SDR, которые обеспечивают гибкость и адаптивность систем связи при снижении стоимости аппаратной части. Основными результатами работы являются: проведенный анализ архитектуры и характеристик RTL-SDR приемника, теоретическое рассмотрение методов амплитудной и квадратурной модуляции, успешная синхронизация устройства с программной средой MATLAB/Simulink, а также разработка и моделирование ряда практических схем, включающих модуляцию, демодуляцию и прием сигналов в реальном времени. Научная значимость заключается в систематизации знаний по применению ПКР для учебных и исследовательских целей, а практическая ценность работы состоит в создании модельного инструментария, который может служить основой для дальнейших изысканий в области цифровой обработки сигналов и быть полезным для студентов старших курсов. Теоретическая база исследования опирается на труды таких авторов, как Г.А. Фокин, рассматривающий принципы и технологии ПКР, В.А. Галкин, изложивший основы данной технологии, а также R.W. Stewart и коллеги, детально описавшие применение RTL-SDR в связке с MATLAB/Simulink.
📖 Введение
Научно-технический прогресс не стоит на месте, повсеместно внедряются новые технологии, которые разрабатываются для упрощения жизни человека. Буквально 50 лет назад только начали появляться цветные телевизоры, а уже сегодня люди просто не могу обойтись без современных технологий. Именно этот период времени показывает высокий темп развития технологий. Очки виртуальной реальности, смартфоны с гибкими экранами, самоуправляемые машины. Все это стало реальностью и модернизируется с каждым днем. Однако есть интересный парадокс - новинок появляется все больше, а нерешённых проблем и задач, связанных с техническими решениями, как ни странно, меньше не становится.
В данной работе я постараюсь разобраться и, по возможности, решить одну из актуальных проблем в области систем связи.
Речь пойдет о квадратурной модуляции и демодуляции сигналов в программно - конфигурируемом радио.
Тема квадратурной модуляции в RDSRTL устройствах является актуальной, в силу того что программно - конфигурируемое является более удобным и совершенным устройством приема и передачи информации. Цена самых простых устройств ПКР начинается от 25-30 долларов США, хотя характеристики таких устройств не являются эталонными, они вполне пригодны для ежедневного использования.
В перспективе, минимальная цена на данные устройства должна уменьшиться, а качественные показатели улучшиться. Это связанно с тем, что прогресс не стоит на месте, каждый год IT гиганты, выпускают новые линейки высокопроизводительных процессоров. К таким компаниям относятся: Intel, AMD, Qualcomm, Samsung, Nvidia и т.д.
Все это ведет к удешевлению процессоров, а как следствие, и устройств в которых они применяются тоже, каким и является ПКР.
Для сравнения, возьмем процессор IntelPentium 3 (1133 Мгц) являлся самым производительным процессором из семейства Intel на 1999 год. Его условная производительной была на уровне 1000 Мфлоп/с. На 2021 год, флагманом компании является IntelCorei9-10980XE, его условная производительность составляет примерно 2764800 Мфлоп/с.
За 22 года разница в производительности микропроцессоров составила 2764,8 раз.
В ПКР аналоговая часть является минимальной. А следовательно, открываются большие возможности для изучения и изменения характеристик радио. Относительно недавно, на рынке ПКР появились бюджетные устройства на основе RTLSDR приемников. Также с выходом монографии RTLSDRMatlab/Simulink, автор Г.А. Фокин, появилась возможность более широко изучить ПРК технологию.
В данной работе я постараюсь разобраться и, по возможности, решить одну из актуальных проблем в области систем связи.
Речь пойдет о квадратурной модуляции и демодуляции сигналов в программно - конфигурируемом радио.
Тема квадратурной модуляции в RDSRTL устройствах является актуальной, в силу того что программно - конфигурируемое является более удобным и совершенным устройством приема и передачи информации. Цена самых простых устройств ПКР начинается от 25-30 долларов США, хотя характеристики таких устройств не являются эталонными, они вполне пригодны для ежедневного использования.
В перспективе, минимальная цена на данные устройства должна уменьшиться, а качественные показатели улучшиться. Это связанно с тем, что прогресс не стоит на месте, каждый год IT гиганты, выпускают новые линейки высокопроизводительных процессоров. К таким компаниям относятся: Intel, AMD, Qualcomm, Samsung, Nvidia и т.д.
Все это ведет к удешевлению процессоров, а как следствие, и устройств в которых они применяются тоже, каким и является ПКР.
Для сравнения, возьмем процессор IntelPentium 3 (1133 Мгц) являлся самым производительным процессором из семейства Intel на 1999 год. Его условная производительной была на уровне 1000 Мфлоп/с. На 2021 год, флагманом компании является IntelCorei9-10980XE, его условная производительность составляет примерно 2764800 Мфлоп/с.
За 22 года разница в производительности микропроцессоров составила 2764,8 раз.
В ПКР аналоговая часть является минимальной. А следовательно, открываются большие возможности для изучения и изменения характеристик радио. Относительно недавно, на рынке ПКР появились бюджетные устройства на основе RTLSDR приемников. Также с выходом монографии RTLSDRMatlab/Simulink, автор Г.А. Фокин, появилась возможность более широко изучить ПРК технологию.
✅ Заключение
В ВКР была рассмотрена квадратурная модуляция посредством RTL-SDR устройства результатом проделанной работы являются смоделированные схемы различных типов модуляции и описание хода работы спроектированных схем. Выводы по проделанной работе можно разделить на несколько составляющих.
Во-первых, был произведен анализ устройства ПКР модели RTL2832U & R820T2, приведена общая информация как об устройстве, так и о истории создания технологии, их классификации. Приведена структурная схема SDRRTL. Частично описан принцип работы устройства.
Во-вторых, для ознакомления были приведены ознакомительные сведенья, касаемо квадратурной модуляции.
В-третьих, произведена синхронизация SDR с программой Matlab. Для этого потребовалось более углубленно проникнуться темой, так как это часть работы подразумевает использование навыков системного администрирования.
В заключительную часть работы входит проектирование моделей. Если структурировать смоделированные схемы, то получится следующее:
- схемы 1-4 посвящены методам амплитудной модуляции и ее теории, основанные на главе номер 2;
- схемы 5-6 описывают ход модуляции сигнала при стандартах АМ-DSB-ТC и АМ-DSB-SC;
- схему 7-8 описывают прием и демодуляцию сигнала непосредственно с помощью RTL-SDR устройства.
Поделанная работа в совокупности может служить некоторой основой для проведения будущих исследований в сфере програмно конфигурируемого радио.
Благодаря проделанной работе предоставляется возможность студентам последних курсов изучить принцип работы ПКР, провести некоторые эксперименты, на основе созданных моделей в Simulink. Также, на основе готовых моделей, открываются возможности улучшения уже построенных схем, путем модернизации программной части устройства.
Во-первых, был произведен анализ устройства ПКР модели RTL2832U & R820T2, приведена общая информация как об устройстве, так и о истории создания технологии, их классификации. Приведена структурная схема SDRRTL. Частично описан принцип работы устройства.
Во-вторых, для ознакомления были приведены ознакомительные сведенья, касаемо квадратурной модуляции.
В-третьих, произведена синхронизация SDR с программой Matlab. Для этого потребовалось более углубленно проникнуться темой, так как это часть работы подразумевает использование навыков системного администрирования.
В заключительную часть работы входит проектирование моделей. Если структурировать смоделированные схемы, то получится следующее:
- схемы 1-4 посвящены методам амплитудной модуляции и ее теории, основанные на главе номер 2;
- схемы 5-6 описывают ход модуляции сигнала при стандартах АМ-DSB-ТC и АМ-DSB-SC;
- схему 7-8 описывают прием и демодуляцию сигнала непосредственно с помощью RTL-SDR устройства.
Поделанная работа в совокупности может служить некоторой основой для проведения будущих исследований в сфере програмно конфигурируемого радио.
Благодаря проделанной работе предоставляется возможность студентам последних курсов изучить принцип работы ПКР, провести некоторые эксперименты, на основе созданных моделей в Simulink. Также, на основе готовых моделей, открываются возможности улучшения уже построенных схем, путем модернизации программной части устройства.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.