Softwarový přijímač pro dálkový průzkum Země v pásmu X

Abstract

Práce se zabývá procesem návrhu digitálního přijímače pro signály družic dálkového průzkumu Země v pásmu X. V první části je uveden seznam družic které umožnují příjem vědeckých dat pomocí amatérských neautorizovaných stanic. Jsou zde vypsány základní signálové parametry některých družic, z nichž EOS-PM-1 je zvolena jako hlavní objekt pro návrh přijímače. Ve druhé části je použit software MATLAB pro simulaci družicového O-QPSK signálu v základním pásmu, mechanizmu kompenzace kmitočtového ofsetu, synchronizaci nosné, symbolové synchronizaci, rámcové synchronizaci a odstranění fázové dvojznačnosti vlivem modulace. Třetí část práce pojednává detailněji o implementaci jednotlivých bloků přijímače do FPGA při použití aritmetky s pevnou řádovou čárkou. Je zde popsána metoda pro verifikaci celého designu v reálném čase a závěrem je zde uvedeno porovnání výsledků měření touto metodou a výsledků simulace.This thesis describes the process of designing the digital baseband receiver for the O-QPSK modulated signals from the X-band Earth observing satellites. The satellites provide free direct data broadcast for the civilian ground stations. The first part lists the main downlink parameters of several EOS satellites, choosing EOS-PM-1 as the main target. The second part uses MATLAB software to simulate the O-QPSK satellite signal in baseband, offset frequency compensation, carrier phase synchronization, symbol timing synchronization, frame synchronization and the carrier phase ambiguity removal. The third part elaborates previously simulated design blocks with respect to the FPGA implementation using fixed-point arithmetic. A sophisticated method of verifying the whole design in real time is introduced and performance comparison between simulations and measurements is done.