Sincronização de dois receptores heteródinos

Abstract

Joseph Mitola idealizou um front-end para Software Defined Radio (SDR), como sendo um rádio com capacidade de converter para o domínio digital sinais RF com uma largura de banda e gama dinâminca muito superiores aos permitidos pela actual tecnologia. Analisando também o conceito de Cognitive-Radio, conclui-se que este tipo de rádio pressupôe a capacidade de analisar o espectro e poder determinar se existem bandas de frequência livres, isto é, que os proprietários dos direitos de transmissão nessa bandas não a estejam a usar num determinado instante. Para alcançar estes objectivos o rádio teria que ter a capacidade de usar um espectro vasto, composto por vários segmentos com diferentes larguras de banda e dispersos por uma grande banda espectral. Um front-end habilitado a adquirir uma banda espectral muito elevada, que pode chegar facilmente às centenas de MHz ou até alguns GHz torna-se num problema bem complexo de resolver porque exige ao front-end ter uma frequência de amostragem e um número de bits muito superiores ao que é realizável nos dias de hoje. Para efectuar a aquisição de um espectro vasto usando apenas um front-end é necessário que este opere a uma frequência de amostragem que seja, no mínimo, o dobro da largura de banda total do espectro. Esta abordagem torna-se pouco eficiente uma vez que obriga a digitalizar por inteiro o sinal com uma elevada largura de banda, quando na maioria das aplicações se pretende apenas aproveitar uma fracção desse espectro. Neste trabalho é proposto uma abordagem diferente em que o receptor seria constituído por diversos front-ends heteródinos que convertem para o domínio digital as bandas dispersas ao longo do espectro. No caso de ser necessário adquirir um sinal com uma largura de banda superior à permitida por um só receptor irá-se usar dois front-ends que trabalhariam sincronizados de forma a adquirir um único sinal. Este problema de sincronização será o foco deste trabalho.

The concept of Software Defined Radio (SDR) was idealized by Joseph Mitola as been a radio with capacity of conversion of RF signal to digital domain with a bandwidth and dynamic-range larger than what is achievable by actual technology. Analyzing also the concept of Cognitive-Radio, it is concluded that this type of radio requires the ability to analyze the spectrum and determine if there are free frequency bands, ie, that the owners of the transmission rights of that band are not using it in a particular instant. To achieve these objectives the radio would have to have the ability to use a broad spectrum, consisting in several segments with different bandwidths and dispersed all-over a large spectral band. A front-end able to acquire a very high spectral bandwidth, which can easily reach the hundreds of MHZ to a few GHz becomes in a complex problem to solve because it requires that front-end has a sampling frequency and a number of significants bits much higher than what is achievable today. To make the acquisition of a wide range using a single front-end is necessary for this to operate at a sampling frequency that is at least twice of the total bandwidth of the spectrum. This approach becomes inefficient since it requires to converting the entire signal with high bandwidth, while in most applications we only want to utilize a fration of that spectrum. This work proposes a different approach in which the receiver would consist of several heterodyne front-ends for converting to digital domain the frequency bands dispersed throughout the spectrum. Should it be necessary to acquire a signal with a bandwidth exceeding the permitted only by a receiver will use two front-ends that would work in synchronization in order to acquire a single signal. This synchronization problem will be the focus of this work