CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work presents a new structure for an all-digital BPSK demodulator developed for
space communications that performs simultaneously the sampling and down-conversion
of the the intermediate frequency signal to the baseband signal. The most important aspect
of this work is the design of a new interpolator to retrieve lost samples during the down
conversion process, and also to simplify the demodulator implementation. This interpolator
correlates the samples of the output signal in such way that it was necessary to design a
optimum filter appropriate to process the samples corrupted by gaussian and colored noise.
The effects of the new interpolation at the noise are analyzed as well as the way it affects
the whole demodulator performance. After performing the optimum filtering, the phase and
symbol offsets are estimated and corrected. For the phase, for example, it was used a DPLL
(Digital Phase Locked Loop), a digital variation of the PLL, a well known structure and largely
utilized in analogical electronics. The DPLL is a closed-loop structure that estimates and
corrects the values for the angular which corresponds to the phase deviation caused by the
offset between the transmitter and receiver oscilators. For the timing parameter estimation, it
was used the Oerder&Meyer estimator that is the digital equivalent to the well known square
timing recovery structure. After that, the correction is performed by an interpolation operation
over the samples of the received signal, where a filter, named Farrow filter, is applied to
these samples, calculating the new samples of that signal at the corrected time instants.
This system is mathematically described, all the signals expressions of every stage of the
demodulator are analyzed, including the noise statistics. Some computational simulation
results are shown and the performance degradation is discussed. / Este trabalho apresenta um modelo de demodulador que realiza simultaneamente a
conversÃo analÃgico-digital e a conversÃo em frequÃncia por amostragem em banda
passante de um sinal com modulaÃÃo BPSK (Binary Phase Shift Keying) para aplicaÃÃo em
enlaces espaciais. O aspecto mais importante do trabalho foi o desenvolvimento de uma
nova operaÃÃo de interpolaÃÃo para recuperaÃÃo das amostras perdidas na conversÃo de
frequÃncia e que simplifica a implementaÃÃo do demodulador. O interpolador correlaciona
as amostras do sinal de forma que torna-se necessÃrio o projeto de um filtro Ãtimo apropriado
para processar as amostras corrompidas e mitigar os efeitos do ruÃdo gaussiano e colorido. Os
efeitos deste novo interpolador no ruÃdo sÃo analisados, assim como a forma em que ele afeta
a performance do sistema. ApÃs a filtragem Ãtima, segue a correÃÃo dos erros de sincronismo
de atraso de simbolo e de fase. Para a recuperaÃÃo do sincronismo de fase foi utilizado um
DPLL (Digital Phase Locked Loop), uma variante digital de uma estrutura bastante conhecida
e utilizada em eletrÃnica analÃgica. O DPLL Ã uma estrutura em malha fechada que estima
e corrige os valores do desvio angular das amostras, o que corresponde ao devio provocado
pela diferenÃa de fase entre os osciladores do transmissor e do receptor. Para a recuperaÃÃo
do atraso de sÃmbolo foi utilizada, para estimaÃÃo do tempo de atraso, o estimador de
Oerder&Meyer que à o equivalente digital da conhecida recuperaÃÃo de temporizaÃÃo em
tempo contÃnuo com a lei quadrÃtica. ApÃs a estimaÃÃo ser realizada, Ã feita a correÃÃo
deste atraso nas amostras do sinal recebido atravÃs de uma operaÃÃo de interpolaÃÃo, onde
novos valores do sinal sÃo calculados para os instantes de tempo corrigidos. Essa operaÃÃo
à realizada por um filtro interpolador, uma estrutura especial conhecida como estrutura de
Farrow. O sistema proposto foi descrito matematicamente, sendo analisadas as expressÃes
dos sinais nos diferentes estÃgios do conversor, bem como as estatÃsticas dos sinais de ruÃdo.
Apresentam-se os resultados da simulaÃÃo computacional nos quais se avalia a perda no
desempenho do demodulador, analisando suas causas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:10933 |
| Date | 09 June 2015 |
| Creators | Caio Gomes de Figueredo |
| Contributors | Carlos Alexandre Rolim Fernandes, Yuri Carvalho Barbosa Silva, JoÃo CÃsar Moura Mota, Sergio Lima Netto |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia de TeleinformÃtica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0021 seconds