Demodulador BPSK completamente digital para telecomando em satélites artificiais

• Autor(a) principal: Diego Dutra Viot
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/07.01.16.25

A troca de informações entre um satélite artificial e os sistemas de solo requer um canal eficiente de comunicação. Esta dissertação propõe uma arquitetura de um demodulador Binary Phase-Shift Keying (BPSK) completamente digital para o canal de telecomando de missões espaciais, focando no contexto das missões do INPE. A proposta é baseada em um demodulador desenvolvido na década de 80 e proporciona uma melhoria no seu desempenho através da aplicação de técnicas de processamento digital de sinais para a recuperação do sincronismo tanto de portadora como de símbolo. Além dos telecomandos modulados em BPSK a serem demodulados, a portadora ascendente carrega tons de localização para realizar medidas de \emph{range e range rate} do satélite. Assim, as estimativas dos parâmetros de sincronização são tomadas a partir de amostras do sinal recebido e filtrado. Discussões sobre as técnicas adotadas são apresentadas, levando-se em consideração o compromisso entre desempenho e complexidade. O modelo do sistema do demodulador proposto é detalhado em termos das equações e estatísticas dos sinais. Dentre as soluções adotadas, destacamos: (i) a estrutura não-linear dobradora de frequência em conjunto com um \emph{All-Digital Phase-Locked} Loop (ADPLL), usada para a recuperação da subportadora BPSK, ou seja, do desvio de fase e de frequência; (ii) a estrutura não-linear atrasa-e-multiplica seguida de um filtro de banda estreita, para a recuperação do atraso de símbolo; e (iii) o filtro casado, para a detecção de dados. Os estimadores usados são do tipo feedfoward e operam em paralelo, minimizando o tempo de aquisição do sincronismo. Os resultados da proposta constaram da avaliação dos estimadores, feita em termos da variância de suas estimativas, e da medida do desempenho da configuração final, em termos da taxa de erro de bits (BER). Esta última alcançou um resultado muito bom, apresentando perda de aproximadamente 0,5 dB em comparação ao resultado teórico. Detalhes dos principais resultados são apresentados, bem como algumas perspectivas de estudos futuros.