Desenvolvimento de um modem multimodo baseado em fpga para aplicações em rádio definido por software

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Duarte Júnior, José Garibaldi
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2041
https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/3033
Resumo: Monografia
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spelling Desenvolvimento de um modem multimodo baseado em fpga para aplicações em rádio definido por softwareRádio Definido por SoftwareModemA/DD/AFPGAVHDLENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAMonografiaWith the development of communication technologies, many existing standards are mainly due to their application areas. As a result, there is a need for systems that can operate satisfactorily between different communication schemes, thus providing a greater interaction between applications. Software Defined Radio (SDR) is a radio communication system that allows the use of a general architecture for different communication standards through adjustments via code or some similar interface. In order to enable SDR interactions between schemes, a modem that operates multiple modulation patterns is required. This work presents the development and implementation in FPGA of a modem operating in digital amplitude (ASK), frequency (FSK) and phase (PSK) modulation schemes. The architecture of the Multimode Modem was designed through a hardware description language, thus allowing adjustments through code that would allow to change the operation of the system. In order to enable the modem tests, auxiliary circuits were implemented, being a Digital-Analog converter of the type R2R Ladder, a Sigma- Delta Analog-Digital converter with Fitro CIC and a bit generator. Modem prototyping was performed on a FPGA model Cyclone III together with the DE-0 development board. Based on a 50 MHz clock, 9-bit resolution waveforms were obtained between 830 kHz and 1.66 MHz, while still obtaining modulated signals with a bandwidth of 200 kHz for ASK modulation and 820 kHz for FSK. With the synthesis of the code, it was verified the possibility of operating the architecture up to 146 MHz, using a total of 34 % of the total processing capacity of the FPGA in question. Therefore, the architecture developed was satisfactory in the process of modulation and demodulation of signals in relation to the basic modulation schemes in a configurable way, allowing its use in conjunction with Software Defined Radio systems.Com o desenvolvimento das tecnologias de comunicação, são muitos os padrões existentes devido principalmente as suas áreas de aplicação. Em decorrência disto, surge a necessidade de sistemas que possam operar de maneira satisfatória entre diferentes esquemas de comunicação, proporcionando assim uma maior interação entre as aplicações. O Rádio Definido por Software (SDR) é um sistema de comunicação de rádio que possibilita o uso de uma arquitetura geral para diferentes padrões de comunicação por meio de ajustes via código ou alguma interface semelhante. Afim de possibilitar as interações do SDR entre os esquemas, um modem que opere múltiplos padrões de modulação é necessário. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação em FPGA de um modem operante nos esquemas de modulação digital em amplitude (ASK), em frequência (FSK) e em fase (PSK). A arquitetura do Modem Multimodo foi concebida por meio de uma linguagem de descrição de hardware, possibilitando assim ajustes via código que possibilitassem alterar o funcionamento do sistema. Afim de possibilitar os testes do modem, foram implementados circuitos auxiliares, sendo um conversor Digital- Analógico do tipo R2R Ladder, um conversor Analógico-Digital Sigma-Delta com Filtro CIC e um gerador de bits. A prototipagem do modem foi realizada em um FPGA modelo Cyclone III junto a placa de desenvolvimento DE-0. Com base em um clock de 50 MHz, foram obtidas formas de onda com resolução de 9 bits entre 830 kHz e 1,66 MHz, obtendo ainda sinais modulados com largura de banda de 200 kHz para modulação ASK e 820 kHz para FSK. Com a síntese do código, verificou-se a possibilidade de operação da arquitetura até a frequência de 146 MHz, utilizando-se um total de 34 % da capacidade total do processamento do FPGA em questão. Sendo assim, a arquitetura desenvolvida apresentou-se satisfatória no processo de modulação e demodulação de sinais em relação aos esquemas de modulação básicos de maneira configurável, possibilitando sua utilização junto a sistemas de Rádio Definido por Software.Trabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro Multidisciplinar de CaraúbasUFERSABrito Filho, Francisco de Assishttp://lattes.cnpq.br/Arraes Júnior, Ernanohttp://lattes.cnpq.br/Maia, Hugo Michel Câmara de Azevedohttp://lattes.cnpq.br/Silva Júnior, Silvan Ferreira dahttp://lattes.cnpq.br/Duarte Júnior, José Garibaldi2019-12-05T14:10:13Z2019-12-05T14:10:13Z2018-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfJúnior (2018) (JÚNIOR, 2018)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2041https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/3033porDUARTE JÚNIOR, José Garibaldi. Desenvolvimento de um modem multimodo baseado em fpga para aplicações em rádio definido por software. 2018. 73 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica), Centro Multidisciplinar de Caraúbas, Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Caraúbas, 2018.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2024-02-08T21:39:13Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/3033Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2024-02-08T21:39:13Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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