Multichannel coherent receiver on the RTL-SDR
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2019-03-11
Department
Major/Subject
Acoustics and Audio Technology
Mcode
ELEC3030
Degree programme
CCIS - Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences (TS2013)
Language
en
Pages
64 + 1
Series
Abstract
A low cost multichannel coherent SDR receiver is studied in this thesis. The proposed design is based on the affordable RTL-SDR USB dongle. The synchronization method applied utilizes a common reference signal to coincide the sample streams from RTL-SDR receivers. The maximum number of channels successfully synchronized at 1 MHz sampling rate is 35. Furthermore, adding more channels is straightforward due to the modular structure of the system. Phase-coherent state can currently be reached up to approximately 1.5 GHz, or 85% of the tuning range of the dongle. A prototype receiver is evaluated by experimenting with MIMO space-time coding and direction of arrival estimation. Space-time coding was performed with differential block codes of dimensions 2 X 2 and 3 X 3. The transmissions are successfully received, displaying a clear BER performance increase as the number of receive antennas is increased to a maximum of 18. Direction of arrival estimates apply the MUSIC technique on signals from a 9-element uniform linear array. The results are promising, suggesting the receiver concept could be employed in low budget MIMO research.Tässä diplomityössä tutkitaan matalan kustannuksen monikanavaista vaihekoherenttia ohjelmistoradiota. Ehdotettu ratkaisu perustuu edulliseen RTL-SDR USB-vastaanottimeen. Työssä käytetty metodi vastaanottimien synkronointiin pohjautuu jaettuun yhteiseen referenssisignaaliin. Synkronoitujen kanavien maksimimäärä 1 MHz näytteenottotaajuudella on 35 ja järjestelmän modulaarisen rakenteen ansiosta kanavien määrää on helppo lisätä. Vaihekoherenssi saavutetaan noin 1.5 GHz taajuudelle asti. Tämä on noin 85% RTL-SDR vastaanottimen viritystaajuuden maksimista. Prototyyppivastaanottimen toimintaa testataan MIMO aika-tila-koodatulla tiedonsiirrolla ja signaalin suunnan estimoinnilla. Työssä käytetään differentiaalisia 2 X 2 ja 3 X 3 aika-tila-koodeja. Lähetteet vastaanotetaan onnistuneesti, bittivirheiden tason vähentyessä, kun vastaanottimen kanavien määrää lisätään. Signaalin suunnan estimointiin käytetään MUSIC metodia 9-elementtisellä tasajakoisella antenniryhmällä. Saadut tulokset ovat lupaavia, ja kehitettyä vastaanotinta voitaisiin mahdollisesti jatkossa käyttää pienen budjetin MIMO tutkimuksessa.Description
Supervisor
Ville, PulkkiThesis advisor
Wichman, RistoKeywords
MIMO, software-defined radio, RTL-SDR, antenna array