Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống thông tin vô tuyến đa mode điều khiển thiết lập cấu hình bằng phần mềm Software Defined Radio SDR

Software Defined Radio là một dạng mô hình máy thu phát vô tuyến số thông minh, các thông số kĩ thuật cấu hình hệ thống được điều khiển thiết lập bằng phần mềm để thích ứng với nhu cầu của người dùng chỉ cần một thiết bị đầu cuối đa mode, đa băng tần, có thể sử dụng chung cho các hệ thống vô tuyến với các tiêu chuẩn khác nhau như hệ thống GSM, CDMA, WCDMA, AMPS, D-AMPS, PDC và hệ thống di động số thế hệ 4G.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống thông tin vô tuyến đa mode điều khiển thiết lập cấu hình bằng phần mềm Software Defined Radio SDRTAÏP CHÍ ÑAÏI HOÏC SAØI GOØN Soá 10 - Thaùng 6/2012XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐA MODE ĐIỀU KHIỂN THIẾT LẬP CẤU HÌNH BẰNG PHẦN MỀM SOFTWARE DEFINED RADIO SDR PHẠM PHÚ HÙNG (*) HỒ VĂN CỪU (**) HUỲNH LÊ MINH THIỆN (***)TÓM TẮT Software Defined Radio là một dạng mô hình máy thu phát vô tuyến số thông minh,các thông số kĩ thuật cấu hình hệ thống được điều khiển thiết lập bằng phần mềm để thíchứng với nhu cầu của người dùng chỉ cần một thiết bị đầu cuối đa mode, đa băng tần, có thểsử dụng chung cho các hệ thống vô tuyến với các tiêu chuẩn khác nhau như hệ thống GSM,CDMA, WCDMA, AMPS, D-AMPS, PDC và hệ thống di động số thế hệ 4G. Bài viết trìnhbày mô hình cấu trúc, kết quả mô phỏng về hệ thống vô tuyến số SDR. Từ khoá: mô hinh, hệ thống, thông tin vô tuyến, phần mềmABSTRACT Software Defined Radio SDR is one scheme of the intelligent radio systems used inradio Terminal Multi Standard, Multi mode, Multi band frequency. It is studied forapplications of the mobile cellular systems with multi standards: GSM, CDMA, WCDMA,AMPS, D-AMPS, PDC and fourth generation CDMA in mobile cellular systems. This paperintroduces an algorithm and the result simulation on Software Defined Radio system. Keywords: Radio system, Software Defined Radio system and software1. GIỚI THIỆU (*) (**) (***) rộng WCDMA, hệ thống điện thoại di Hệ thống thông tin vô tuyến điều khiển động tiên tiến AMPS (Advanced Mobilebằng phần mềm SDR “Software defined Phone System), hệ thống điện thoại diradio” là hệ thống vô tuyến thông minh, đa động số tiên tiến, D -AMPS (Digitalmode, đa băng tần, được nghiên cứu ứng Advanced Mobile Phone System), hệ thốngdụng trong các mạng thông tin vô tuyến số điện thoại di động cá nhân PHS và hệbăng rộng, có thể sử dụng chung cho tất cả thống di động số 4G, dựa trên nền tản g sửcác hệ thống vô tuyến theo các tiêu chuẩn dụng thiết bị xử lí tín hiệu số DSP (Digitalkĩ thuật khác nhau. Như hệ thống di động Signal Processor), FPGA, ASIC và các bộtoàn cầu GSM (Global Positioning vi xử lí tốc độ cao. SDR cho phép ngườiSystem), hệ thống di động trải phổ CDMA dùng chọn lựa cấu hình hoạt động của các(Wideband Code Division Multiple hệ thống vô tuyến khác nhau bằng cách cậpAccess), hệ thống di động trải phổ băng nhật phần mềm điều khiển tương ứng với hệ thống đó, đây là giải pháp sẽ mang lại(*) hiệu quả kinh tế tốt cho người dùng và nhà ThS, VNPT Bình Thuận(**) TS, Trường Đại học Sài Gòn cung cấp dịch vụ [2].(***) ThS, Trường cao đẳng nghề TP. Hồ Chí Minh PHẠM PHÚ HÙNG - HỒ VĂN CỪU – HUỲNH LÊ MINH THIỆN2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN MỀM SDR Hình 2.1. Cấu trúc máy phát đa sóng mang SDR là máy thu phát, sử dụng các bộvi xử lí DSP, FPGA, ASIC để thực hiệnchức năng nhiệm vụ chung cho các khối (2.3)trong hệ thống, từ khối xử lí tín hiệu băng tín hiệu tại ngõ ra của các bộ điều chế đượctần gốc, dao động cao tần, khuếch đại công tổng hợp và đưa đến khối trộn tần Mixer vớisuất cao tần và anten, đặc tính kĩ thuật của tín hiệu dao động phát có tần số C . Dạngcác khối đều được điều chỉnh tự động để tín hiệu RF được viết như công thức 2.4:thích hợp với các chuẩn kĩ thuật. Sơ đồkhối tiêu biểu của máy phát điều chế sốdạng đa sóng mang được minh họa như (2.4)hình 2.1. Tín hiệu ngõ vào của từng kênh Máy thu đa sóng mang được minh họathành phần, băng thông B, được trộn với như hình 2.2. Bộ trộn tần xuống hoạt độngtín hiệu dao động tại tần số trung tần phát trong miền số tương ứng các bộ dao động0 được viết như công thức (2.1): nội trong máy thu. Sự lựa chọn kênh truyền thành phần được thực hiện bằng v iệc sử (2.1) dụng các bộ lọc thông thấp số dựa trên các Hai tín hiệu điều chế I và Q tại ngõ ra tín hiệu thông dải kênh I và Q [1].minh họa như công thức (2.2), (2.3):(2.2)XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐA MODE… Hình 2.2. Cấu trúc máy phát đa sóng mang Ưu điểm củ ...