Implementation of the device for receiving ultra-wideband signals based on the STM32 microcontroller

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2021
Předmět:
walsh sequence
Радиолокационные сигналы
Радиолокационные приемники
Информационные Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ð¸
пороговые устройства
preamble
single-vibrators
Моделирование
преамбулы
логарифмические детекторы
Контроллеры программные
logarithmic detectors
последовательность уолша
threshold devices
одновибраторы
DOI: 10.18720/spbpu/3/2021/vr/vr21-2482
Popis: В работе произведен краткий обзор и сравнение беспроводной Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ð¸ передачи Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¡Ð¨ÐŸ с другими беспроводными Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸ÑÐ¼Ð¸, была изучена и определена последовательность действий при подготовке пакета Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ðº передаче. Было произведено имитационная моделирование процесса формирования пакета, его отправки через канал с наложением шума и дальнейший его прием и обработка. Качество передачи оценивалось по зависимости битовой ошибки от отношения сигнал/шум. Проведено исследование и выбор элементной базы Ð½ÐµÐ¾Ð±Ñ Ð¾Ð´Ð¸Ð¼Ð¾Ð¹ для реализации приемника. Описано преимущество добавления в ÑÑ ÐµÐ¼Ñƒ одновибратора. Произведено сравнение возможностей нового поколения микроконтроллеров STM32G с предыдущей линейкой микроконтроллеров STM32F. Разработаны принципиальная и структурная ÑÑ ÐµÐ¼Ñ‹ устройства, проведена печать платы и монтаж элементов. Результатом исследований стал разработанный приемник СШП сигналов на основе микроконтроллера STM32G. Был разработан алгоритм поиска пакета Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð¾ преамбуле для данного приемника, с последующей записью на SD-карту. Проведены эксперименты передачи СШП сигнала в реальной шумовой среде. Исследована зависимость качества приема по уровню преамбулы от расстояния между разработанным приемником и передатчиком и от количества Ð¿Ð¾Ð²Ñ‚Ð¾Ñ€Ð½Ñ‹Ñ Ð¾Ñ‚Ð¿Ñ€Ð°Ð²Ð¾Ðº пакета Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ .
The paper provides a brief overview and comparison of the UWB wire-less data transmission technology with other wireless technologies, and exam-ines and defines the sequence of actions when preparing a data packet for transmission. A simulation of the process of forming a packet, sending it through a channel with noise overlay, and its further reception and processing was performed. The transmission quality was evaluated by the dependence of the bit error on the signal-to-noise ratio. The study and selection of the element base necessary for the implementation of the receiver is carried out. The ad-vantage of adding a single-vibrator to the circuit is described. The capabilities of the new generation of STM32G microcontrollers are compared with the previous line of STM32F microcontrollers. The basic and structural diagrams of the device were developed, the board was printed and the elements were in-stalled. The result of the research was the developed UWB signal receiver based on the STM32G microcontroller. An algorithm was developed to search for a data packet by preamble for this receiver, with subsequent recording to the SD card. Experiments of UWB signal transmission in a real noise envi-ronment are carried out. The dependence of the quality of the reception at the preamble level on the distance between the developed receiver and the trans-mitter and on the number of re-sends of the data packet is investigated.
Databáze: OpenAIRE