2. Техническая часть
2.1. Разработка
структурных схем передающего и приемного трактов устройств системы – на основе
концепции SDR (Software Defined Radio). Пояснение функционирования схем.
Суть технологии Software Defined Radio заключается в том,
что базовые параметры приёмопередающего устройства определяются именно
программным обеспечением, а не аппаратной конфигурацией. Важным фактором
использования систем SDR стала замена большинства аналоговых компонентов и СБИС
трансиверами (либо приемниками) с максимально высокой степенью
программируемости. Это верно для множества узлов устройства: для беспроводного
интерфейса, для подсистем модулирования и кодирования, аналого-цифрового и
цифро-аналогового преобразования.
Технологии
цифровой обработки данных в последнее время очень активно развиваются,
благодаря чему стоимость цифровых решений постоянно снижается. При этом
цифровая обработка обеспечивает большую скорость и более проста в обслуживании,
чем традиционные аналоговые подсистемы. Поэтому вполне понятным является
стремление заменить как можно больше аналоговых блоков и узлов приёмопередающей
аппаратуры цифровыми. Таким образом, упрощённая архитектура SDR радио выглядит
так, как показано на рис. 1.
Рис. 1. Упрощённая
архитектура типового Software Defined Radio
Она содержит блоки аналого-цифрового, цифро-аналогового
преобразования, антенну, цепи обработки цифровых сигналов и другие
вспомогательные блоки. Как правило, помимо цифрового сигнального процессора,
радио с архитектурой SDR содержит микроконтроллер. Рассмотрим подробнее каждый
из блоков для случая приёмника с архитектурой SDR. Одним из самых важных узлов
такого SDR-устройства является аналого-цифровой преобразователь. В реальности
АЦП напрямую подключается к антенне, то есть преобразовывает непрерывный во
времени сигнал в дискретную двоично-кодированную форму. Очевидно, что
характеристики АЦП будут во многом определять и параметры устройства в целом.
Поэтому следует обратить внимание на такие важные параметры аналого-цифровых
преобразователей, как отношение «сигнал — шум», разрешение (число бит за
выборку), крайне важный для автономных систем – рассеиваемая мощность и наличие
режимов энергосбережения.
Другой не менее важный компонент архитектуры Software
Defined Radio – цифровой сигнальный процессор. Именно он обеспечивает гибкость
системы и используется главным образом для проведения расчётов, необходимых для
выполнения алгоритма обработки сигнала. Преобразование Фурье – одна из наиболее
распространённых функций, выполняемых ЦСП чуть ли не в каждом коммуникационном
устройстве. Широко также используется быстрое преобразование Фурье (БПФ)
2.2. Определение
требований к параметрам модулей структурных схем, практический выбор
компонентов и оценка их стоимости.
Был выбран ЦСП фирмы Analog Devices ADSP-BF527C.: тактовая частота работы 600 МГц, при этом имеет
невысокое энергопотребление Совместим с интерфейсами USB и Ethernet.
Структурная схема представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Структурная схема ADSP-BF527C
Стоимость данного процессора составляет примерно 20$.
2) Выбор трансивера. В качестве трансивера будем
использовать трансивер MtW8150 cполосой пропускания 20\40 МГЦ. Трансивер в СБИС MtW8150 построен по принципу прямого
преобразования(т.е с нулевой промежуточной частотой), а потому не нуждается во
внешних ПАВ- фильтрах. Устройство поддерживает квадратурную модуляцию- вплоть
до 64 QAM.В
состав СБИС входят генератор, синтезатор частоты с ФАПЧ, система автоматической
регулировки усиления и схема измерения уровня принимаемого сигнала. СБИС изготовлена
по SI-GE технологии, напряжение питания
3В,размер корпуса 11*11мм
В качестве АЦП и ЦАП выбраны устройства фирмы Analog
devices.АЦП AD9254 В качестве ЦАП
используется AD9744. Стоимость данных
устройств 65$ и 8$ соответственно.
Использованная литература:
