Radiokaukokirjoituksen vastaanoton automatisoinnista.
KOSONEN, ARI (2002)
KOSONEN, ARI
2002
Tietojenkäsittelyoppi - Computer Science
Informaatiotieteiden tiedekunta - Faculty of Information Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2002-06-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-10854
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-10854
Sisällysluettelo
Sisällys 1. Johdanto 1 2. Katsaus lyhytaalloilla käytettäviin digitaalisen tiedonsiirron muotoihin 3 2.1. Sähkötys 3 2.2. Modulaatiomenetelmistä 5 2.2.1. Vaihtotaajuusavainnus 6 2.2.2. Vaiheensiirtoavainnus 7 2.3. Perinteinen kaukokirjoitus Baudot-koodilla 8 2.4. Virhesietoiset menetelmät 9 2.4.1. SITOR ja AMTOR 10 2.4.2. PACTOR 10 2.4.3. G-TOR 12 2.5. Vaihesiirtoon perustuvat menetelmät 13 2.5.1. Clover 13 2.5.2. PSK 31 14 2.6. Muita menetelmiä 14 3. Radiokaukokirjoituksen vastaanottojärjestelmä Baudot-koodille 16 3.1. Radiokaukokirjoituksen vastaanoton perusperiaatteet 16 3.2. Vaatimuksia radiokaukokirjoituksen vastaanottojärjestelmälle 17 4. Ulkoista demodulaattoria käyttävä järjestelmä 18 4.1. Ulkoinen AFSK-demodulaattori 18 4.2. Demodulaattori modeemipiirillä toteutettuna 18 4.3. Sarjaportin konfigurointi ja lukeminen 20 4.4. Baudot-koodin dekoodaaminen 24 5. Digitaaliseen signaalinkäsittelyyn perustuva järjestelmä 25 5.1. DSP-pohjaisen järjestelmän rakenne 26 5.2. Audiosignaalin lukeminen 27 5.3. Suodattimien toteuttaminen ohjelmallisesti 28 5.3.1. Suodattimien kertoimien määrittelystä 29 5.3.2. Kaistanpäästösuodattimen kokeilua 33 5.4. Signaalin demodulointi 34 5.5. Dekoodaaminen 35 6. Vastaanoton automatisoinnista 38 6.1. Vastaanottimen ohjaaminen 38 6.1.1. CAT-protokolla 38 6.1.2. Lähetyslajin ja välitaajuussuodattimen asettaminen 40 6.1.3. Taajuuden asettaminen 42 6.2. Vastaanottoparametrien automaattinen asettaminen 42 6.2.1. Fourier-muunnoksista 43 6.2.2. Ikkunoinnista 46 6.2.3. MARK- ja SPACE-signaalien hakeminen 48 6.3. Kaukokirjoituslähetyksen tunnistaminen 49 6.3.1. Lähetyksen tunnistaminen signaalin perusteella 49 6.3.2. Lähetyksen tunnistaminen sisällön perusteella 50 7. Toteutetusta järjestelmästä 51 7.1. Menetelmien vertailua 51 7.2. Järjestelmän arkkitehtuuri 51 7.3. Käyttöliittymä 52 7.4. Jatkokehitysmahdollisuuksia 53 8. Yhteenveto 55 Viiteluettelo Liitteet
Tiivistelmä
Radiokaukokirjoitusta käytetään edelleen tiettyihin sovelluksiin radion lyhytaaltoalueilla, tietoliikennesatelliittiyhteyksien yleistymisestä huolimatta. Mekaanisista kaukokirjoittimista on kuitenkin siirrytty tietokoneen käyttämiseen kaukokirjoituksen vastaanotossa. Tässä tutkielmassa esitellään tavallisimpia radiokaukokirjoituksen muotoja sekä niiden vastaanottoon käytettäviä menetelmiä.
Tutkielman osana toteutettiin radiokaukokirjoituksen vastaanottojärjestelmä kahta erilaista lähestymistapaa käyttäen. Ensimmäinen toteutus perustuu ulkopuolisella laitteella suoritettavaan kaukokirjoitussignaalin demodulointiin, jossa vain
kaukokirjoituskoodi puretaan tietokoneella. Jälkimmäinen menetelmä soveltaa digitaalista signaalinkäsittelyä siten, että
vastaanotettava äänisignaali syötetään suoraan tietokoneen äänikortille ja signaalin demodulointikin suoritetaan ohjelmallisesti.
Digitaaliseen signaalinkäsittelyyn perustuva menetelmä osoittautui perinteistä lähestymistapaa huomattavasti joustavammaksi ja suorituskyvyltään vähintäänkin yhtä hyväksi. Koska erillistä demodulaattoria ei ole, vähenee myös vastaanottoon tarvittavien
fyysisten laitteiden määrä. Lisäksi digitaalinen signaalinkäsittely mahdollistaa mm. vastaanottoparametrien automaattisen
asettamisen.
Avainsanat ja -sanonnat: radiokaukokirjoitus, koodit, digitaalinen signaalinkäsittely
Tutkielman osana toteutettiin radiokaukokirjoituksen vastaanottojärjestelmä kahta erilaista lähestymistapaa käyttäen. Ensimmäinen toteutus perustuu ulkopuolisella laitteella suoritettavaan kaukokirjoitussignaalin demodulointiin, jossa vain
kaukokirjoituskoodi puretaan tietokoneella. Jälkimmäinen menetelmä soveltaa digitaalista signaalinkäsittelyä siten, että
vastaanotettava äänisignaali syötetään suoraan tietokoneen äänikortille ja signaalin demodulointikin suoritetaan ohjelmallisesti.
Digitaaliseen signaalinkäsittelyyn perustuva menetelmä osoittautui perinteistä lähestymistapaa huomattavasti joustavammaksi ja suorituskyvyltään vähintäänkin yhtä hyväksi. Koska erillistä demodulaattoria ei ole, vähenee myös vastaanottoon tarvittavien
fyysisten laitteiden määrä. Lisäksi digitaalinen signaalinkäsittely mahdollistaa mm. vastaanottoparametrien automaattisen
asettamisen.
Avainsanat ja -sanonnat: radiokaukokirjoitus, koodit, digitaalinen signaalinkäsittely