Kandidaatintyö:sähkötekniikka

• Main Author: Korhonen, A. (Aapo)
• Format: Others
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2016
• Subjects: Electrical Engineering
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201605161787; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201605161787

Tässä työssä tutkitaan tietoliikennetekniikassa laajasti käytössä olevia työkaluja, erilaisia tietoliikennejärjestelmiä sekä näissä järjestelmissä käytettäviä komponentteja. Työn tarkoituksena on osoittaa mittaamalla tai laskennallisesti simulointimenetelmien ja työkalujen käyttökelpoisuus sekä mittalaitteiden ja komponenttien soveltuvuus tietoliikenneteknisiin tarkoituksiin. Simulointityökaluista tarkastelun kohteena ovat MATLAB ja Simulink, joilla tuotetun AWGN-kohinan (Additive White Gaussian Noise, Gaussin valkoinen kohina) oikeellisuus osoitetaan kohinan määritelmään nojaten. Lisäksi tutkitaan satunnaislukugeneraattorin siemenluvun valinnan vaikutusta simuloituun bittivirhesuhteeseen eri simuloinnin pituuksilla. QAM- (Quadrature Amplitude Modulation, kvadratuurinen vaihe- ja amplitudimodulaatio) ja PSK-modulaatioiden (Phase Shift Keying, vaiheensiirtoavainnus) bitti- ja symbolivirhesuhteita tutkitaan niin ikään Simulink-ympäristössä. Nähdään, että simulointitulokset noudattavat teoriaa. Tietoliikennejärjestelmien mittaukset tehdään radio- ja koaksiaalikaapelisiirtoteiltä spektrianalysaattoria ja vektorisignaalianalysaattoria käyttäen. Tutkittavia järjestelmiä ovat GSM (Global System for Mobile Communications), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), LTE (Long Term Evolution) sekä digitaalitelevisiolähetykset DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) ja DVB-C (Digital Video Broadcasting - Cable). Verkko- ja spektrianalysaattorilla tehtävissä komponenttimittauksissa tutkitaan RF (Radio Frequency, radiotaajuus) -vahvistimen, antennien, sekoittimen, tehonjakajan ja alipäästösuodattimen tyypillisiä ominaisuuksia sekä osoitetaan valmistajan ilmoittamien komponenttiarvojen vastaavuus tehdyissä mittauksissa. Työn lopussa määritetään ZFL-2000+ -RF-vahvistimen kohinaluku Y-factor -menetelmällä. Havaitaan, että mittaustulokset ovat mittaustarkkuuden rajoissa valmistajien ilmoittamien arvojen mukaisia. === Common simulation tools and methods for telecommunications, different communication systems and components are studied in this work. The purpose of this work is to validate different simulation methods and tools, measurement devices and typical communication system components based on their specifications and to show their feasibility in telecommunication applications. AWGN (Additive White Gaussian Noise) is produced using both MATLAB and Simulink and its correctness is shown by plotting the key parameters of AWGN. The effect of Simulink random number generator seed selection in bit error rate is shown as a function of simulation length. Bit and symbol error rates of QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and PSK (Phase Shift Keying) are also studied in Simulink environment. It is shown that the simulation results follow the theory. Common telecommunication systems in radio and coaxial cable transmission media are measured using spectrum analyzer and vector signal analyzer. GSM (Global System for Mobile Communications), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), LTE (Long Term Evolution), DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) and DVB-C (Digital Video Broadcasting - Cable) are investigated. The key parameters of an RF (Radio Frequency) amplifier, antenna, mixer, power splitter and low pass filter are measured using network and spectrum analyzers and validated by comparing measurement results to manufacturer specifications. Finally, the noise figure of a ZFL-2000+ RF amplifier is determined using the Y-factor technique. It can be seen that the measurement results follow the specifications in the manufacturer data sheets.