Bancada laboratorial para investigação e ensino de sistemas de comunicações digitais definidos por software

Abstract

Esta dissertação tem como objetivo estudar e implementar um novo módulo laboratorial que permita renovar o ensino de Sistemas de Comunicação e de Sistemas de Informação. Devido à sua flexibilidade, a tecnologia que vai ser utilizada é o Rádio Definido por Software. Depois de analisados os principais equipamentos que usam esta tecnologia e os softwares compatíveis, concluiu-se que, para o propósito desta dissertação, o equipamento mais adequado é o ADALM-PLUTO, da Analog Devices, e software é o MATLAB, da Mathworks. Devido ao ADALM-PLUTO ser relativamente recente, antes de ser implementado o sistema de transmissão-receção final, foi necessário realizar alguns testes, tais como medição da potência de saída do ADALM-PLUTO ou otimização de certos parâmetros do sistema. Implementou-se, então, um sistema de transmissão-receção constituído por 2 ADALM-PLUTO, ligados por um cabo. Finalmente, foi avaliado o desempenho do sistema para vários formatos de modulação, desde o QPSK até ao 512QAM, e para diferentes frequências de portadora, desde 900 MHz até 3.7 GHz. O desempenho do sistema foi avaliado através do cálculo da probabilidade de erro, comparando-o com os valores teóricos obtidos. Os resultados obtidos permitiram concluir que o sistema implementado é uma solução muito interessante para o ensino de Sistemas de Comunicação e de Sistemas de Informação.

This dissertation aims at study and implementation of a new laboratory module in order to renew the teaching of Communication Systems and Information Systems. The flexibility of Software Defined Radio allows its helpful implementation. The search for compatible software and main equipment for the purpose was concluded at ADALM-PLUTO, from Analog Devices, and the software is MATLAB, from MathWorks. Being ADALM-PLUTO a recent equipment, some tests, such as measurement of the output power of ADALM-PLUTO or optimization of certain system parameters, was performed before its implementation in final transmission-reception system. Then, a transmission-reception system consisting of 2 ADALM-PLUTO, connected by a cable, was implemented. At last the system performance was evaluated for various modulation formats, from QPSK to 512QAM, and for different carrier frequencies, from 900 MHz to 3.7 GHz. The system performance was evaluated by calculating the error probability, comparing it with the obtained theoretical values. The results allowed to conclude that the implemented system is an interesting solution for the teaching of Communication Systems and Information Systems.