Optisen radiolinkin toteuttaminen ohjelmistoradiolla
Pirinen, Kalle (2016)
Kandidaatintyö
Pirinen, Kalle
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016052612883
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016052612883
Tiivistelmä
Tämän tutkielman tavoitteena oli toteuttaa optinen radiolinkki hyödyntäen ohjelmistoradiota. Työn
alkuosassa käydään läpi ohjelmistoradiota yleisellä tasolla sekä yleisesti nykyisin käytössä olevia optisia
tiedonsiirtotapoja. Työn keskiosassa käsitellään työhön käytettävä laitteisto ja ohjelmistot sekä optisen
radioetuasteen suunnittelu ja toteutus. Työn loppuosassa analysoidaan toteutetun etuasteen toimintaa.
Ohjelmistoradio, yleisemmin ohjelmallisesti määritetty radiolaite, jonka toiminnallisuutta, kuten
modulaatioita, suodattimia ja kommunikointiin käytettävää taajuuskaistaa, pystytään muuttamaan
ohjelmallisesti ilman laitteistomuutoksia. Useimmiten ohjelmistoradioiden toiminnallisuus määrätään
ohjelmoimalla ohjelmistoradio-oheislaitteen ohjelmoitavia porttipiirejä, eli FPGA-piirejä.
Optisen radioetuasteen suunnittelun pohjana käytettiin audiokäyttöön tarkoitettua infrapunalähetintä ja –
vastaanotinta, jotka muokattiin toimimaan näkyvän valon aallonpituuksilla. Ohjelmistoradio-oheislaitteena
toimi Ettus USRP1 varustettuna matalataajuisilla lähetin- ja vastaanotintytärkorteilla. Ohjelmistoradion
ohjelmointiympäristönä toimi Linux Ubuntu, ja ohjelmistona GNURadio sekä sen graafinen
ohjelmointikäyttöliittymä Gnu Radio Companion.
Tutkielman lopputuloksena saatiin aikaan piirilevylle rakennettu optisen radioetuasteen prototyyppi, jolla
pystyttiin siirtämään digitaalista audiota 300 kbps tiedonsiirtonopeudella muutamien senttimetrien matkalla
pimeässä tilassa.
alkuosassa käydään läpi ohjelmistoradiota yleisellä tasolla sekä yleisesti nykyisin käytössä olevia optisia
tiedonsiirtotapoja. Työn keskiosassa käsitellään työhön käytettävä laitteisto ja ohjelmistot sekä optisen
radioetuasteen suunnittelu ja toteutus. Työn loppuosassa analysoidaan toteutetun etuasteen toimintaa.
Ohjelmistoradio, yleisemmin ohjelmallisesti määritetty radiolaite, jonka toiminnallisuutta, kuten
modulaatioita, suodattimia ja kommunikointiin käytettävää taajuuskaistaa, pystytään muuttamaan
ohjelmallisesti ilman laitteistomuutoksia. Useimmiten ohjelmistoradioiden toiminnallisuus määrätään
ohjelmoimalla ohjelmistoradio-oheislaitteen ohjelmoitavia porttipiirejä, eli FPGA-piirejä.
Optisen radioetuasteen suunnittelun pohjana käytettiin audiokäyttöön tarkoitettua infrapunalähetintä ja –
vastaanotinta, jotka muokattiin toimimaan näkyvän valon aallonpituuksilla. Ohjelmistoradio-oheislaitteena
toimi Ettus USRP1 varustettuna matalataajuisilla lähetin- ja vastaanotintytärkorteilla. Ohjelmistoradion
ohjelmointiympäristönä toimi Linux Ubuntu, ja ohjelmistona GNURadio sekä sen graafinen
ohjelmointikäyttöliittymä Gnu Radio Companion.
Tutkielman lopputuloksena saatiin aikaan piirilevylle rakennettu optisen radioetuasteen prototyyppi, jolla
pystyttiin siirtämään digitaalista audiota 300 kbps tiedonsiirtonopeudella muutamien senttimetrien matkalla
pimeässä tilassa.