Dissertação

{pt_PT=Módulo de processamento em banda de base para o sistema de comunicações do ISTnanoSat} {} EVALUATED

{pt=Desenvolvido no IST por alunos e professores, o ISTNanosat-1 é um projeto de um satélite artificial que segue a especificação do CubeSat. Neste projeto é desenvolvido um módulo de processamento digital em banda de base a ser incorporado no sistema de comunicações do ISTNanoSat-1. Este deve funcionar em modo full-duplex e está dividido em dois blocos: emissor e recetor. O emissor é composto pelos módulos scrambler, codificador diferencial, filtro interpolador formatador de pulso e modulador e suporta um ritmo binário de 289.1289 kbps. A modulação é do tipo BPSK, a portadora está centrada em 10.7 MHz e apresenta uma largura de banda bilateral de 433.784 kHz. A desmodulação da portadora é conseguida através de um circuito de Costas Loop, que antecede um filtro CIC decimador que diminui o número de amostras por símbolo de 4 para 2. A sincronização de símbolo é feita através do método de Gardner. O módulo implementado é composto por uma interface AD/DA já disponibilizada que incorpora os conversores AD9708 de 8 bits e ritmo de amostragem até 125 MSPS, e a placa de desenvolvimento Nexys 4 da Digilent (FPGA Artix-7 da Xilinx). É desenhada uma placa PCB com o intuito de interligar a FPGA à interface AD/DA. Os resultados obtidos comprovam o sucesso da implementação da modulação BPSK em hardware reconfigurável com emissor e recetor a operarem em placas independentes. Estes validam a aritmética implementada em complemento para dois, a sincronização entre os terminais e abrem a possibilidade de novos estudos com modulações mais complexas. , en=Developed in IST by students and teachers, the ISTNanosat-1 is a project which aims develop an artificial satellite following a CubeSat design. The objective of this thesis is to develop a digital baseband processing module to be incorporated into the ISTNanoSat-1 communications system. This module should work in full-duplex mode and it is divided into two blocks: transmitter and receiver. The transmitter is composed by the scrambler, differential encoder, pulse shaping interpolating filter and modulator and it supports a bit rate of 289.129 kbps. The modulation type is BPSK in which the carrier is centered at 10.7 MHz and has a bandwidth of 433.784 kHz. The demodulation at the receiver is achieved through a Costas Loop circuit which precedes a decimating CIC filter that decreases the number of samples per symbol from 4 to 2. Symbol synchronization is achieved applying the Gardner method. The implemented module consists of a ready to use AD/DA interface which incorporates the AD9708 8-bit and 125 MSPS sampling rate converter, and Digilent's Nexys 4 development board, which has an Xilinx Artix-7 FPGA. It is designed a Printed Circuit Board (PCB) to connect the FPGA to the AD/DA interface. The obtained results demonstrate the successful implementation of BPSK modulation in reconfigurable hardware where the transmitter and receiver operate on independent boards. These results validate the arithmetic (implemented in two's complement), the synchronization between the terminals and also create the possibility of further studies with more complex modulation types. }
{pt=BPSK, ISTNanosat-1, satélite artificial, FPGA, processamento digital de sinal., en=BPSK, ISTNanosat-1, artificial satellite, FPGA, digital signal processing.}

Novembro 29, 2017, 16:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Gonçalo Nuno Gomes Tavares

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar