Implementace softwarového rádia do FPGA

Abstract

Obecným cílem této práce je implementace softwarově definovaného přijímače do obvodu FPGA. Součástí textu je shrnutí a porovnání několika základních koncepcí hardware určeného pro implementaci softwarových rádií, dále pak způsob číslicové implementace různých prvků rádií jako jsou filtry, směšovače a další. Část textu je také věnována popisu hardwarové platformy, do níž bude přijímač implementován, a softwarové podpory sloužící pro návrh, simulaci a implementaci systémů do hardwaru. Velký význam v rámci práce má část popisující vytvořené přídavné hardwarové komponenty jako filtr, zesilovač a ovládací panel, nejdůležitější však je část vysvětlující návrh vlastní softwarové výbavy přijímače. Je uvedena struktura přijímače pro příjem FM rozhlasu, dále pak složitější systémy obsahující synchronizaci nosné vlny a použitelné pro příjem AM, BPSK a QPSK. Tyto přijímače je možno implementovat do hardwaru a ověřit jejich činnost. Součástí práce je návrh laboratorní úlohy.

The common objective of this project is implementation of software defined radio (SDR) into FPGA. The text contains review and comparison of several hardware concepts intended for SDRs implementation then the methods for digital implementation of various components of radios as the filters, mixers and others are mentioned. Part of the text introduces used hardware platform and describes software support for designing, simulations and implementation into hardware. Significant part of project describes complex of external hardware components as filter, amplifier and control panel designed and built within the project realization. But the main part of project demonstrates design of the software solution of radio receiver. There is specified architecture of radio for FM broadcast receiving, next the more complex systems with carrier recovery algorithm are presented. These systems are able to work with AM, BPSK and QPSK modulations. It is possible to implement all these receivers into hardware and verify their operation. The practical laboratory theme has been outlined within the project run.