GNU Radio Companion Guia 4

 

Usando GNU Radio Companion: Tutorial 4. Usando señales complejas y Recibiendo SSB Este tutorial es una guía para recibir señales SSB. También ilustrará algunas de las propiedades de señales complejas (analícas) y muestran por qué las usamos en sistemas de comunicaciones. Señales complejas / analícas 1. Abra un nuevo diagrama diagrama de fujo en GRC. 2. Cree el gráco de fujo simple que se muestra en la siguiente gura. Establezca el po en cada uno de los tres Bloques como “foat” como lo has hecho en el pasado. Aparte de eso, puedes dejar todos los valores en su conguración por deecto.

Ejecute el diagrama de fujo. El receptor de alcance debería abrirse y mostrar una señal sinusoidal. Convéncete a  mismo de que esta señal se ñal ene la amplitud y recuencia que esperas. 4. Modique el gráco de fujo cambiando el Tipo en cada uno de los tres bloques a Complejo “Complex”.

 

Ejecute el diagrama de fujo. Su Diagrama de alcance”Scope Plot” ahora debería mostrar dos sinusoides que están a 90 ° hacia uera de ase entre sí. La onda principal (canal 1) es la I o componente en ase de la señal compleja y la onda de retraso re traso (canal 2) es el componente Q o cuadratura. Cuando la uente de señal está congurada en Complejo, emirá los componentes I y Q. 5. Modique su diagrama de fujo como se muestra en la siguiente gura. La uente de señal “Signal Source” debe establecerse con una salida de de onda cuadrada po foat. Así, el primer Scope Sink y el Throle Throle deben también congurarse para aceptar val valores ores foat.

6. El bloque de Hilbert se encuentra en el menú Filtros. F iltros. Este bloque emite tanto la señal de entrada real y la transormada de Hilbert de la señal de entrada e ntrada como una señal compleja. Deja el número de taps en su conguración predeterminada de 64. Dado que la salida de este bloque es compleja, el segundo Scope Sink debe congurarse para aceptar entradas complejas. 7. Ejecute el diagrama de fujo deben abrirse dos parcelas de alcance “Scope plot”. Uno debe contener la onda cuadrada. Salida de la uente de señal solamente. El otro debe incluir tanto la onda cuadrada original y su transormada de Hilbert. ¿Enendes por qué la ttransormada ransormada de Hilbert de una onda cuadrada se ve de esta manera?

 

8. Como se mostró en el paso 4 anterior, la uente de señal se puede congurar para que emita una señal compleja y muestre los componentes I y Q. Modique el gráco de fujo como se muestra a connuación.

9. Congure la uente de señal “Signal Source” para generar una orma de onda compleja. Asegúrese de que el acelerador “Throle” y el Scope Sink también estén congurados en Complejo “Complex”. Ejecute el diagrama de fujo. ¿Se muestra aquí la misma orma de onda compleja obtenida de la transormada de Hilbert? Tu respuesta de ser NO (Suponiendo que está ulizando una versión de GRC 3.2.2 o anterior). Esto es incorrecto. GRC es NO muestra el componente Q correcto de una onda cuadrada compleja. La transormada de Hilbert saco la orma de onda adecuada. 10. Cree el gráco de fujo que se muestra a connuación. Asegúrese de que todos los bloques estén congurados en po foat. Este diagrama de fujo toma dos sinusoides, en recuencias de 1KHz y 10 KHz y los mulplica juntos. Usando una idendad trigonométrica, sabemos que el producto de dos cosenos da dos Cosenos en las recuencias de suma y dierencia de las señales originales. En este caso esperamos. Salidas a 9 KHz (dierencia) y 11 KHz (suma).

 

11. Ejecute el diagrama de fujo y conrme c onrme este resultado. Tenga en cuenta que el gráco FFT F FT sólo muestra el espectro de recuencia posivo cuando se establece en Tipo: Float. Sabemos que para insumos reales la Los componentes de recuencia negavos son los mismos que los componentes de recuencia posivos. 12. Cambie todos los bloques a Tipo: Complejo “Complex” y ejecute nuevamente el gráco de fujo. Se debe ahora observar una salida única a 11 KHz. Esta es la señal original de 10KHz desplazada por la señal de 1kHz. Si queremos cambiar en la dirección negava, se puede usar una recuencia de -1000. Pruebe esto. A parr de este ejemplo, vemos dos de las principales ventajas de usar señales analícas. Una señal se puede desplazar (suma) sin crear una señal de dierencia adicional. Además, note que no hay componentes de recuencia negavos. ¿Por qué es esto? Demodulación de banda lateral única (SSB)

1. Descargue el archivo comprimido: ssb_lsb_256k_complex2.dat ssb_lsb_256k_complex2.dat y descomprímalo en su disco duro. 2. Cree un nuevo diagrama de fujo como se muestra en la siguiente gura. El origen del archivo se debe establecer en el archivo de datos que acaba de descargar. El Bloque Variable que establece la tasa de muestreo (samp_rate) se debe establecer en 256000, ya que esta es la velocidad de datos

 

que la señal recibida muestreada en el acelerador “throle”y “throle”y el FFT Sink pueden dejar en su conguración predeterminada.

3. Ejecute el diagrama de fujo después de que se abra la ventana de FFT Plot, ajuste el Nivel de Re para que los valores de amplitud comienzan en 10 dB y establecen e stablecen las opciones del eje en 10dB / div. Se debe ver una sección se cción del espectro que ene 256 KHz de ancho (debido a la recuencia de muestreo). Tenga en cuenta que hay una señal visible entre 40 y 60 KHz.ç 4. Cuando se grabó esta señal, el USRP se ajustó a una recuencia de 50.3MHz. Por lo tanto, el punto de 0 KHz en la pantalla corresponde a 50.3 MHz. Mientras se muestra el e l gráco de FFT mueva el cursor sobre la señal y observe la recuencia a lo largo del borde derecho. Debe ser Aproximadamente 53 KHz dado que esta es una señal de banda lateral inerior (LSB), esto corresponde a La recuencia portadora. Debido a que la recuencia "cero" corresponde a 50.3 MHz, la recuencia de portadora original de la señal ue de 50.3MHz + 53 KHz = 50.353 MHz. Sin embargo, Ahora que el espectro se ha reducido re ducido en 50.3 MHz, usamos la recuencia portadora de 53 kHz. 5. El primer paso para construir un receptor es ulizar un ltro de canal para pasar la señal de interés y ltrar el resto de las señales en la banda. El primer paso en este proceso es cambiar la señal de interés hasta la recuencia cero como se muestra a connuación.

 

6. El segundo paso es aplicar un ltro paso bajo para que las otras señales se ltren.

7. En GRC, el ltro FIR de recuencia de Xlang (conversión) realiza ambas operaciones. Inserte este bloque entre el origen del archivo y el acelerador “Throle”. Complete las propiedades de la ventana como se muestra a connuación. La recuencia central de -51500 cambiará todo el espectro hacia abajo por 51500 Hz. La unción indicada en el parámetro Taps, genera los taps para un ltro paso bajo con una ganancia de 1 (en la banda de paso), una tasa de muestreo igual a samp_rate (256K), una recuencia de corte de 2KHz y un ancho de transición de 100.

 

8. Ejecute el diagrama de fujo. Verás que tu señal ahora se ha movido hacia abajo hasta el origen. Y es la única señal presente. Ahora que hemos localizado la señal de interés, no hay razón por la que tengamos que preocuparnos por gran parte del espectro adyacente. Podemos reducir el rango de recuencias que se están procesando al reducir la recuencia de muestreo (ejecución). Vuelva a abrir el bloque del ltro FIR de Xlang de recuencia y cambie el parámetro de decimación “decimaon” a 8. Esto reducirá la recuencia de muestreo a 256000/8 = 32000. Cambie la recuencia de muestreo del acelerador y el FFT F FT a esta nueva velocidad. ¿Qué rango de recuencia espera que muestre la FFT ahora? 9. Ejecute el diagrama de fujo nuevamente para ver si está correcto. Ahora deberías observar una versión expandida de su señal. Seleccione Autoescala en el gráco FFT para que los picos de las señales estén observados. Tenga en cuenta que después de un empo, el nivel de señal se reducirá por pocos segundos. Eso ocurre cuando la estación deja de transmir. 10. Recuerde que la señal es una compleja (analíca). Para demodular SSB necesitamos operar en en las partes reales e imaginarias de la señal por separado. El bloque complex to Float tomará una señal compleja y emirá sus partes reales (arriba) e imaginarias (abajo) por separado. Modique el gráco de fujo para que aparezca como se muestra en la siguiente gura. Las salidas del bloque complex to Float son reales, por lo que los aceleradores “throles” y lo FFT Sink deben ser cambiado a Tipo: Float.

11. Ejecute el diagrama de fujo. Ahora deberías observar las partes partes real e imaginario del espectro de la señal. Tenga en cuenta que las señales se exenden ex enden a 2 KHz, la recuencia de corte del ltrado.

 

12. Un método para demodular esta señal SSB, conocido como el método de Weaver, toma la parte real e imaginaria de la señal y los procesa como se muestra a connuación. Usa la señal Fuente “Signal Source” en GRC para generar el Coseno y el Seno nece necesarios sarios para implementar este demodulador. Los bloques de mulplicar “Mulply” “Mulply” y agregar “Add” se encuentran en el menú de operadores.

13. Observe la salida del sumador en el bloque FFT Sink. Esta es la señal de banda base que ene que ser extraído de la señal modulada de SSB. 14. El paso nal es escuchar la señal demodulada. Añadir un receptor de audio como se demostró en el tutorial 3. Recuerde que necesitará un Raonal Resampler para ajustar la recuencia de muestreo a uno que unciona con el Audio Sink. Además, necesitarás un control de volumen para reducir la amplitud de la señal antes de que entre en el receptor de audio. Pista: prueba valores entre 0 y .0001 para tu mulplicador constante.