ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Doi
Abstract
Die Idee hinter dem Konzept Software-Defined-Radio ist es, den analogen Teil der Architektur von Hochfrequenz-Sendern und -Empfängern simpel und flexibel zu halten. Dies ermöglicht es die Signalverarbeitung grösstenteils digital durchzuführen. Eine digitale Verarbeitung der Signale ermöglicht es, verschiedene Sender oder Empfänger in einem Gerät unterzubringen, ohne dass zusätzliche Hardware vonnöten ist. SDR finden sich in den verschiedensten Anwendungsbereichen der drahtlosen Kommunikation wieder. Beispielsweise in der militärischen Übermittlung funktionieren viele Kommunikationsmittel nach dem Prinzip eines SDR. Im Bereich des Amateur-Funk werden ebenfalls viele SDRSender und -Empfänger verwendet, häufig werden dafür RTL-SDR-USB-Dongle eingesetzt. Die digitale Signalverarbeitung der RTL-SDR findet in den meisten Fällen auf einem Computer statt.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, diese digitale Signalverarbeitung mit einem Android- Smartphone zu bewerkstelligen. Dafür findet in einem ersten Schritt die Einarbeitung in die Prinzipien von SDR sowie in die Android-Appentwicklung statt. In einem zweiten Schritt wird eine Spectrum-Analyzer-App entwickelt, welche die Daten des RTL-SDR verarbeitet. In einem dritten Schritt werden Empfänger für die analogen Modulationsverfahren Amplitudenmodulation und Frequenzmodulation implementiert. In einem vierten Schritt wird ein Empfänger für die Demodulation der Radio-Data-System Daten realisiert. Zum Schluss werden die verschiedenen Funktionen der App in einem Interface untergebracht. Anhand von Messungen konnte gezeigt werden, dass alle implementierten Empfänger zuverlässig funktionieren. Somit stellt die entwickelte App eine solide Alternative zur Signalverarbeitung am Computer dar.The idea behind the Software Defined Radio concept is to keep the analog part of the architecture of radio frequency transmitters and receivers simple and flexible. This makes it possible to perform most of the signal processing digitally. Digital processing of the signals makes it possible to accommodate different transmitters or receivers in one device without the need for additional hardware. SDR can be found in a wide variety of wireless communication applications. In military communications, for example, many means of communication operate on the principle of an SDR. In the field of amateur radio, many SDR transmitters and receivers are also used, often RTL-SDR-USB dongles are used for this purpose. In most cases, the digital signal processing of the RTL-SDR takes place on a computer.
The goal of this bachelor thesis is to accomplish this digital signal processing with an Android smartphone. For this purpose, the first step is the familiarization with the principles of SDR as well as Android app development. In a second step, a spectrum analyzer app is developed which processes the data from the RTL-SDR. In a third step, receivers for the analog modulation methods amplitude modulation and frequency modulation are implemented. In a fourth step, a receiver for the demodulation of the Radio-Data-System data is implemented. Finally, the various functions of the app are integrated into one interface.
Based on measurements, it could be shown that all implemented receivers work reliably. Thus, the developed app represents a solid alternative to signal processing on the computer
