Передо мной была поставлена задача устранения цифровыми методами дефектов, возникающих в аналоговой части приемника, построенного по концепции SDR. Мною была написана программа в среде программирования Matlab, реализующая алгоритм слепого разделения источника с множественными инверсиями.
Тестирование программы осуществлялось с помощью платы, разработанной группой студентов лаборатории ДЭС ЯрГУ им П.Г. Демидова, осуществляющей аналоговое разделение сигнала на квадратуры при помощи переключения ключей (рис.4.3).
Рис. 4.3. Структурная схема аналоговой части приемника
Гетеродинирование и разделение сигнала на квадратуры осуществляется с помощью элементов CD4066, которые работают как переключатели (ключи) при частоте переключения, задаваемой сигналом гетеродина. В данной схеме, безусловно, наличествует эффект разбаланса квадратур вследствие производственных несовершенств и температурной нестабильности аналоговых элементов, используемых при изготовлении данной платы.
Сама плата представлена на рисунке 4.4
Рис. 4.4. Плата, осуществляющая разделение на квадратуры при помощи ключей
С помощью атрибута среды программирования Matlab S-функции, стало возможным интегрировать программный код и модель в Simulink. Этим я и воспользовался, сконструировав модель в среде Simulink, позволяющую оценить эффективность написанного кода (Рис. 4.5)
Рис. 4.5. Вид модели в среде программирования Simulink
Сгенерированный тестовый сигнал подавался на аналоговую часть приемника, там разделялся на квадратуры, после чего поступал на звуковую плату компьютера, проходил оцифровку, и проходил дальнейшую обработку в Matlab. Модель построена следующим образом: сигнал со звуковой карты разделялся на две ветки, одна с использованием алгоритма слепого разделения источника, другая - без.
Осциллограммы сигналов и сигнальные созвездия в контрольных точках представлены на рис. 4.6
Рис. 4.6. Осциллограммы и сигнальные созвездия
Поскольку результат работы алгоритма визуально оценить достаточно сложно (разве что сигнальное созвездие становиться кучнее), то я произвел следующий тест: между приемником и передатчиком разместил искусственный источник аддитивного белого гауссовского шума, и при изменении отношения сигнал/шум в канале наблюдал, какая из веток справляется лучше с приемом и получил следующие энергетические характеристики.
Рис. 4.7. Энергетические характеристики двух методов приема: с использованием алгоритма слепого разделения источника и без использования
По графику видно, что при приемлемых отношениях сигнал/шум в канале (от 4-5 дБ) алгоритм позволяет достичь той же вероятности ошибки при 0,5 дБ меньше, чем без его использования.
В данной главе были рассмотрены методы по устранению амплитудных и фазовых разбалансов, возникающих в схемах с аналоговым разделением на квадратуры. Также представлена моя работа, заключающаяся в написании программной части, устраняющей дефекты аналоговой обработки. Представлены результаты работы и подведены выводы.
Одной из важных составляющих внедрения изделия в жизнь является моделирование цифровых алгоритмов до перехода к трудоёмкому написанию кода для процессора, ПЛИС или другой вычислительной системы. Особенностью дискретной обработки является то, что оценка многих параметров отдельных систем чрезвычайно сложна и полный учёт всех особенностей дискретного времени существенно замедлил бы внедрение и реализацию цифровых устройств. Поэтому на практике проводится расчёт основополагающих для системы параметров, а подбор оптимальных значений проводится уже на уровне моделирования. Перейти на страницу: 1 2
Другие статьи по теме:
Волноводно-щелевая антенна нерезонансного типа волноводный щелевой антенна Щелевые антенны применяются для передачи энергии из одного волновода в другой, для излучения энергии во внешнее пространство. Компактность и возм ...
Усилитель звуковой частоты с однотактным трансформаторным выходным каскадом Для увеличения напряжения или силы тока, а так же мощности электромагнитных колебаний используются специальные устройства, называемые усилителями. В соответствии с выполняемыми фун ...
Характеристики воздушной зоны Богучанского центра органов внутренних дел Гражданская авиация в России выполняет особую роль, являясь, с одной стороны, типичной подотраслью, реализующая транспортные услуги населению и иной клиентуре, а с другой стороны, осущес ...