SVILUPPO ED IMPLEMENTAZIONE SU DSP DI UN DEMODULATORE NUMERICO

IN BANDA BASE

Tesi di laurea triennale inTesi di laurea triennale in

ingegneria delle telecomunicazioniingegneria delle telecomunicazioni

Stefano de FabrisStefano de Fabris

Introduzione al problema

Il maggiore problema nello sviluppo di un sistema di telecomunicazione ad uso di un satellite di tipo Cubesat sta nella piccolissima potenza da impiegare per la trasmissione dei dati

Introduzione al problema

Un ulteriore problema sta nelle dimensioni massime dell’apparato di antenna che deve essere montato sul satellite

Un esempio concreto

Facendo i dovuti calcoli, considerando l’altezza massima dell’orbita del satellite (500 km), si ottiene che la potenza effettivamente disponibile al ricevitore è di

1,2 * 10^(-15) W (-150dBW circa)

Ovvero poco più di un milionesimo di un miliardesimo di watt

Vista la dimensione del satellite, la sua orbita, il tipo di antenna impiegato e la potenza utilizzabile si procede a calcolare la potenza del segnale ricevuto a terra:

Conseguenze

• Necessario utilizzare un’antenna di terra particolarmente direttiva

• Utilizzo di un’alta potenza di trasmissione da Terra verso il satellite

• Velocità di trasmissione molto bassa e modulazione adeguata

Vincoli progettuali

• Utilizzo di un DSP a basso consumo

• Utilizzo di una modulazione che risente poco di fading, effetto doppler, rumore

Scelta della modulazione FSKLa modulazione di tipo FSK (frequency shift keying) permette di soddisfare a tutte queste richieste mediante demodulazione I/Q.

Soluzione al problema della sincronizzazione

Il demodulatore utilizzato, se da una parte presenta prestazioni ottime, necessita di un sistema che agganci la fase del segnale per permettere il posizionamento corretto delle finestre di integrazione:

Prima fase dello sviluppo:modello in Matlab

Data la complessità del problema si è dovuto ricorrere ad una serie di simulazioni utilizzando l’ambiente di sviluppo Matlab.

Prima fase dello sviluppo:modello in Matlab

Lo sviluppo di un modello ha permesso di rilevare aspetti del problema inizialmente ignorati.

Seconda fase dello sviluppo:scrittura del codice in C

Il problema principale è stato quello di tenere sotto controllo la complessità computazionale dell’algoritmo e sopperire alla mancanza dell’ALU in virgola mobile

Seconda fase dello sviluppo:scrittura del codice in C

Lo studio maggiore è dovuto avvenire al momento della progettazione del filtro di Butterworth richiesto dal demodulatore asincrono

Prestazioni

Alla fine del lavoro le prestazioni ottenute sono in linea con i risultati di sistemi commerciali simili

Grazie per la Vostra attenzione