Разработка модуля стереопередачи FM - радиосигнала.
Основная задача - создать модель FM-модулятора в среде MatLab (m-file).
В данной статье будет рассмотрен обзорный материал по GNU radio и по тематике работы в целом.
Введение.
В настоящее время Частотная манипуляция пользуются немалым интересом в современной цифровой связи. В первую очередь этому способствует то, что этот вид модуляции прост в генерировании и приёме, так как FSK нечувствителен к начальной фазе и прост в генерации. Ниже мы коротко рассмотрим принцип формирования и параметры FSK модуляции. Также стоит отметить что сущствует ее модификация — CPFSK (FSK с непрерывной фазой). В русскоязычной литературе также встречается аббревиатура «ЧМН» для обозначения частотно-манипулированных сигналов.
1.FSK модуляция.
Рассмотрим двоичную FSK модуляцию, когда исходный модулирующий сигнал b(t) представляет собой двоичную бинарную последовательность нулей и единиц. Формирователь FSK сигнала и принцип его функционирования можно условно представить, как это показано на рисунке 1.
Рисунок 1: Принцип формирования FSK сигнала
Рисунок 1 иллюстрирует следующее: два генератора формируют гармонические колебания S0(t) и S1(t) с различными частотами. Также имеется электронный ключ, управляемый цифровым сигналом b(t), таким образом, что при передаче логической «1» на выход подается сигнал S1(t), а при передаче логического «0» - сигнал S0(t). Таким образом, частота выходного сигнала «манипулируется» в зависимости от битовой последовательности. На практике получил распространение, упомянутый выше, частный случай FSK модуляции (CPFSK – частотная модуляция без разрыва фазы).
2. GNU Radio
В 2003 году начал свое развитие достаточно любопытный проект под названием GNU Radio, в основе которого разрабатывается программное обеспечение, способное производить большую часть обработки радиоволн, принимаемых и передаваемых различными устройствами. По замыслу участников проекта, оно должно работать на неком универсальном устройстве, функции которого можно было бы легко модифицировать путем простой замены этого программного обеспечения, а это значит, что без особых усилий, лишь заменой софта, это универсальное устройство можно превратить в радиоприемник, любительскую радиостанцию, телевизор, мобильный телефон, приемопередатчик GPRS, Wi-Fi, и т.п. Таким образом, основная часть этих устройств должна быть выполнена в программном виде. Система GNU Radio написана на Python, счетные блоки реализованы на C++.
рисунок 2.Реализация проекта GNU Radio в реальном времени.
Также считаю нужным отметить, что GNU Radio - это бесплатный, с открытым исходным кодом (если ПО, о котором идёт речь, может свободно распространяться, использоваться или модифицироваться), инструментарий разработки программного обеспечения, который обеспечивает обработку сигналов блоков используемых для реализации программного обеспечения радио. Оно может быть использовано с легко доступным недорогим внешним RF оборудованием для создания программного обеспечения определенной радиостанции. Оно широко используется в хобби, научных и коммерческих средах для поддержки беспроводной связи и исследования реальных систем радиосвязи. GNU Radio поддерживает алгоритмы обработки сигналов, используя заранее записанные или сформированные данные, что позволяет избежать необходимости реального RF оборудования. GNU Radio выполняет все обработки сигнала. Вы можете использовать его для создания приложений для преобразования данных из цифровых потоков или для преобразования данных в цифровой поток, который затем передается с помощью аппаратных средств. GNU Radio имеет фильтры, канал, коды, синхронизацию элементов, эквалайзер, демодуляторы, кодеры, декодеры, и многие другие элементы – блоки, которые обычно встречаются в радиотехнических системах. Таким образом GNU Radio предоставляет собой библиотеку блоков обработки сигналов и клей, чтобы связать все это вместе. Более того, оно включает в себя подключение и управление этими блоками. Расширить GNU Радио тоже довольно просто, если вы обнаружите, что конкретный блок отсутствует, можно быстро создать и добавить его.
Колданов М.Ю.
Список используемой литературы:
1.Б. Скляр . Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003.