Advanced Algorithms for Satellite Communication Signal Processing

Dizertační práce je zaměřena na softwarově definované přijímače určené k úzkopásmové družicové komunikaci. Komunikační kanály družicových spojů zahrnujících komunikaci s hlubokým vesmírem jsou zatíženy vysokými úrovněmi šumu, typicky modelovaného AWGN, a silným Dopplerovým posuvem signálu způsobeným mimořádnou rychlostí pohybu objektu. Dizertační práce představuje možné postupy řešení výpočetně efektivní digitální downkonverze úzkopásmových signálů a systému odhadu kmitočtu nosné úzkopásmových signálů zatížených Dopplerovým posuvem v řádu násobků šířky pásma signálu. Popis navrhovaných algoritmů zahrnuje analytický postup jejich vývoje a tam, kde je to možné, i analytické hodnocení jejich chování. Algoritmy jsou modelovány v prostředí MATLAB Simulink a tyto modely jsou využity pro ověření vlastností simulacemi. Modely byly také využity k experimentálním testům na reálném signálu přijatém z družice PSAT v laboratoři experimentálních družic na ústavu radioelektroniky.The dissertation is focused on software defined receivers intended for narrowband satellite communication. The satellite communication channel including deep space communication suffers from a high level of noise, typically modeled by AWGN, and from a strong Doppler shift of a signal caused by the unprecedented speed of an object in motion. The dissertation shows possible approaches to the issues of computationally efficient digital downconversion of narrowband signals and the carrier frequency estimation of narrowband signals distorted by the Doppler shift in the order of multiples of the signal bandwidth. The description of the proposed algorithms includes an analytical approach of its development and, if possible, the analytical performance assessment. The algorithms are modeled in MATLAB Simulink and the models are used for validating the performance by the simulation. The models were also used for experimental tests on the real signal received from the PSAT satellite at the laboratory of experimental satellites at the department of radio electronics.

Signal processing algorithms on AVR32 platform

Diplomová práce zhodnocuje vlastnosti architektury AVR32, mikroarchitektury AVR32UC a hlavně mikrokontroléru AT32UC3A0512. Tento mikrokontrolér je osazen na desce EVK1100, která je zde použita pro odlaďování aplikací. Celý rozbor je zaměřen na možnost zpracování audio-signálů na této desce. K desce je vytvořeno AD/DA rozhraní a ovládací knihovna. Následuje nutný popis použité knihovny DSP-lib. Poslední částí je popis teorie a implementace dvou hudebních efektů a implementace operačního systému FreeRTOS.Master‘s thesis reviews the characteristics of the AVR32 architecture, AVR32UC microarchitecture, and especially AT32UC3A0512 microcontroller. This microcontroller is mounted on the board EVK1100, which is used for debugging applications. The entire analysis is focused on the ability to process audio signals on this board. For the board is created AD/DA interface and its control library. Follows necessary description of used DSP-lib library. The last part is a description of the theory and implementation of two sound effects and implementation of operating system FreeRTOS.

Digital filtration in 8-bit microcontrollers

Cílem mé bakalářské práce je digitální filtrace pomocí 8-bitových procesorů. Číslicové filtry jsou hojně využívané a postupně vytlačují jejich analogové protějšky. Jejich výhody jsou nesporné, ale větší rozvoj stále brzdí výpočetní náročnost. Obecně používané mikrokontroléry neoplývají příliš výkonným jádrem, je proto při snaze aplikovat digitální filtr nutno využít co nejlepších algoritmů. Programovat lze v jazyce C a v JSA, případně kombinovat oba jazyky. Úkolem je vytvoření knihovny funkcí podle několika výkonných algoritmů, které budou zajišťovat filtraci. Otestování těchto knihoven a porovnat jejich použitelnost se zaměřením na rychlost a univerzálnost použití a zhodnocení způsobů programování.The aim of my bachelor’s thesis is a digital filtration using the 8-bit processors. Digital filters are in use a lot and gradually outdoing analog equivalents. Their advantages are indisputable, but computing still inhibits bigger progress. Generally used microcontrollers do not have very powerfull core, so there is effort to apply as bright as possible algorithms. Program code can be written in C language or assembler eventually is possible to combine both languages. The task is to make a library of functions based on some powerfull algorithms for filtering. Testing those libraries and comparing their useability focused on maximal speed and universality of use and review ways of programming.