РОЗРОБЛЕННЯ АРХІТЕКТУРИ БАГАТОКАНАЛЬНОГО КОНВЕЄРНОГО РАДІОПРИЙМАЧА НА ОСНОВІ FPGA

Анотація

Сучасні телекомунікаційні мережі стикаються з дедалі складнішими викликами через постійне зростання щільності використання електронних пристроїв, активне застосування широкого спектру радіочастот та необхідність забезпечення високого рівня електромагнітної сумісності. Традиційні радіоприймальні системи, що використовують одноканальні або прості багатоканальні схеми, вже не відповідають сучасним вимогам, оскільки вони обмежені у можливості одночасного моніторингу декількох частотних смуг та швидкої адаптації до динамічних змін умов середовища. Це викликає потребу у подальшому розвитку існуючих підходів багатоканального радіоприйому та технічних рішень їх реалізації із використанням технології програмно-визначеного радіо (SDR). В статті детально проаналізовано основні методи багатоканального радіоприйому, зокрема, метод мультиплексування з часовим поділом (Time Division Multiplexing, TDM), метод мультиплексування з частотним поділом (Frequency Division Multiplexing, FDM),    метод багатоканального цифрового радіоприйому із використанням частотної селекції та метод конвеєрної цифрової обробки сигналів, визначено їх переваги та недоліки, що дозволило обґрунтувати вибір в якості базового для використання в дослідженні багатоканального конвеєрного підходу та, як наслідок, запропонувати архітектуру багатоканального конвеєрного радіоприймача на основі FPGA підвищеної ефективності за критеріями чутливості та продуктивності. Запропоноване технічне рішення із використанням IQ-міксера забезпечує ефективне перенесення частотних діапазонів у базову смугу, що дозволяє реалізувати якісний цифровий прийом сигналів без суттєвого погіршення їх характеристик. Водночас, встановлено, що застосування IQ-міксерів супроводжується низкою недоліків, таких як дисбаланс IQ-каналів і зміщення постійного струму, що вимагає використання додаткових компенсаційних алгоритмів. Перевірено ефективність використання цифрових CIC- та FIR-фільтрів для компенсації нерівномірності АЧХ радіоприймача. Ці напрацювання разом із архітектурою дають основу для подальших досліджень та реалізації багатоканального конвеєрного радіоприймача на основі FPGA.