Transcript Тема дипломной работы

Разработка устройства поиска и
слежения за частотой несущего
колебания в составе демодулятора
небалансного ФМн-4 сигнала.
Студент группы ЭР-20-06
Научный руководитель , доцент, к.т.н.
Аверьянов Д.А.
Болдырев А.Р.
Цели дипломной работы
• ознакомление с современными методами
модуляции и кодирования в системах спутниковой
связи типа VSAT
• ознакомление с методами выделения сигналов на
фоне шумов и помех, включая методы повышения
помехоустойчивости
• изучение схем построения демодуляторов ФМнсигналов на основе квадратурного представления,
включая подсистему синхронизации
• разработка упрощенной модели работы
подсистемы поиска и слежения за частотой
входного сигнала для исследования характеристик
подсистемы
Задачи, решаемые в ходе магистерской
работы
1. Определение достигнутых характеристик модемов спутниковой
связи с ФМн-сигналами.
2. Выделение ведущих тенденций в методах модуляции и
кодирования в ССС в 2000-2010 гг.
3. Определение классов помехоустойчивого кодирования,
применяемых в спутниковых линиях связи.
4. Выбор структурной схемы построения демодулятора.
5. Определение элементов подсистемы синхронизации
демодулятора.
6. Выбор способа выделения несущего колебания из смеси сигнала
и шума.
7. Разработка подсистемы поиска и обнаружения (захвата) входного
сигнала.
Характеристики современных модемов
спутниковой связи
Тенденции 2000-2010 гг. в методах
модуляции и кодирования в ССС
• применение режима адаптивной модуляции
и кодирования в спутниковых радиолиниях на
основе стандартов DVB-S2
• применение методов помехоустойчивого
кодирования на основе блоковых кодов (TPC,
LDPC, Боуза – Чоудхури – Хоквингема)
Варианты построения схем формирования
опорных сигналов в составе демодуляторов ФМн-4
А) Квадратичная петля
Б) Схема Костаса
В) Модифицированная схема Костаса
K1
zc1
ФНЧ1
G(.)
zc2
ФНЧ2
z2
K2
S(t)
-
VCO
F(φ)
+
K2
900
zs2
ФНЧ2
zs1
ФНЧ1
K1
G(.)
z1
Функциональная схема демодулятора ФМн-4
ФВ
fоп φоп
Тактовые Tc
Подсистема синхронизации
Цикловые Tц
Кадровые Tк
Структурная схема подсистемы поиска и
слежения за частотой входного сигнала
Структурная схема математической модели подсистемы
поиска и обнаружения сигнала по частоте в среде Simulink
а) подсистема слежения за частотой и фазой , включая блок поиска
б) блок поиска и захвата по частоте
Результаты моделирования подсистемы поиска и обнаружения по частоте
1
Отклик на выходе системы поиска,
Pc/Pш = 0
3
2
Отклик на выходе
системы поиска,
ОСШ = 10 дБ,
fдоп = 400 кГц
4
начало
поступление на вход отсчетов сигнала
cos_wave и значения порога threshold
установка в начальное положение значений
счетчиков отсчетов n_count := 0 и шагов n_step := 1
y_wave :=(0..0), flag_mode := 0, num_f := 0
Блок-схема
программы для
реализации
порогового
решающего
устройства на
основе ПЛИС ф.
«Xilinx»
накопление отсчетов
x_wave:= x_wave + cos_wave
n_count := n_count + 1
нет
нет
n_count > 76303
да
n_step > 1200
да
нет
x_wave > y_wave
n_step:= n_step + 1
n_count := 0
да
y_wave := x_wave
нет
x_wave > threshold
да
нет
num_f := n_step
num_f > 0
да
flag_mode := 1
конец
Выводы по работе
•
•
•
•
•
•
проведен анализ литературы и определены тенденции в методах модуляции
и кодирования в ССС в 2000-2010 гг;
изучены принципы построения оптимальных (в смысле максимального
отношения сигнал/шум) приемников полностью известных сигналов и
сигналов с набором случайных параметров на фоне аддитивных шумов;
исходя из технических требований и предложений разработчиков к модему
спутниковой связи, определен состав функциональных элементов и
разработана структурная схема демодулятора небалансного ФМн-4 сигнала;
построена логическая блок-схема работы подсистемы поиска и слежения за
частотой несущего колебания, алгоритм предусматривает 2 режима работы –
режим поиска и режим слежения за частотой входного сигнала;
для проверки характеристик системы обнаружения и поиска по частоте
разработана математическая модель в среде Simulink; моделирование
показало, что захват позиции частоты несущей при наличии во входной
смеси сигнала в модели производится в среднем за 5,7 с;
разработана программная реализация на языке VHDL элемент порогового
решающего устройства, выполнено описание разработки программной
проверки данного элемента.
Благодарю Вас за внимание!