Simulink에서 FM 방송 수신기 구축하기
이 예제에서는 FM 모노 또는 스테레오 수신기를 구축하는 방법을 보여줍니다. 사전에 캡처된 신호를 사용하거나, RTL-SDR 라디오, ADALM-PLUTO 라디오 또는 USRP™ 라디오를 사용하여 신호를 실시간으로 수신할 수 있습니다.
필요한 하드웨어와 소프트웨어
기본적으로 이 예제는 사전에 캡처된 데이터를 사용하여 실행됩니다. 사용자가 신호를 무선으로 수신하는 방식을 선택할 수도 있습니다. 이를 위해서는 다음 중 하나가 필요합니다.
RTL-SDR 라디오 및 RTL-SDR 라디오 지원 패키지.
Pluto 라디오 및 ADALM-Pluto 라디오 지원 패키지.
USRP N2xx 또는 B2xx 시리즈 라디오 및 Communications Toolbox Support Package for USRP Radio. 지원되는 라디오에 대한 자세한 내용은 Supported Hardware and Required Software 항목을 참조하십시오.
USRP E3xx, N3xx 또는 X3xx 시리즈 라디오 및 Wireless Testbench Support Package for NI USRP Radios. 지원되는 라디오에 대한 자세한 내용은 Supported Radio Devices (Wireless Testbench) 항목을 참조하십시오.
소개
FM 방송 기술과 이러한 신호의 복조에 대한 소개는 FM 방송 수신기 예제를 참조하십시오.
예제 실행하기
캡처된 신호를 사용하여 예제를 실행하려면 Signal Source Selector 블록을 사용하여 FM Broadcast Captured Signal 블록을 소스로 선택하십시오. 그런 다음 실행 버튼을 클릭하십시오.
RTL-SDR 라디오, ADALM-PLUTO 라디오 또는 USRP 라디오를 소스로 사용하여 예제를 실행하려면, Signal Source Selector 블록을 사용하여 해당 RTL-SDR Receiver, ADALM-PLUTO Radio Receiver 또는 USRP Radio Receiver 블록을 소스로 선택하십시오. Center Frequency (MHz) 블록을 더블 클릭하고 중심 주파수 값을 근처에 있는 FM 방송 무선국에 맞춰 선택하십시오.
다소 소리가 끊기거나 지연이 발생하면 액셀러레이터 모드에서 모델을 실행하십시오. 모델 메뉴에서 시뮬레이션->액셀러레이터를 선택한 다음 실행 버튼을 클릭하십시오. 액셀러레이터 모드에서도 여전히 소리가 끊기거나 지연이 발생하면 고속 액셀러레이터 모드에서 모델을 실행해 보십시오.
수신기 구조
다음 블록 다이어그램의 수신기 구조는 이 예제에 사용된 FMReceiverSimulinkExample.slx 모델을 나타냅니다. 처리 과정은 신호 소스, FM 방송 복조, 오디오 출력의 세 부분으로 구성됩니다.
Warning: Sample rate setting is ignored. This block uses master clock rate and decimation/interpolation factor to calculate sample rate. Warning: Sample time setting is ignored. This block uses master clock rate and decimation/interpolation factor to calculate sample time.
신호 소스
이 예제에서는 다음의 세 가지 신호 소스를 사용할 수 있습니다.
''캡처된 신호'': 무선 신호를 파일로 기록하고, Baseband File Reader 블록을 통해 이 신호를 소스로 사용하여 초당 228e3개 샘플을 받습니다.
''RTL-SDR 라디오'': 초당 200e3개 샘플로 실행되는 RTL-SDR 라디오. 중심 주파수를 근처의 FM 방송 무선국에 맞춰 설정하십시오.
''ADALM-PLUTO 라디오 수신기'': 초당 200e3개 샘플로 실행되는 ADALM-PLUTO 라디오. 중심 주파수를 근처의 FM 방송 무선국에 맞춰 설정하십시오.
''USRP 라디오 수신기'': 초당 200e3개 샘플로 실행되는 USRP 라디오. 중심 주파수를 근처의 FM 방송 무선국에 맞춰 설정하십시오.
FM 방송 복조
신호 소스에서 수신된 기저대역 샘플은 FM Broadcast Demodulation Baseband 블록에 의해 처리됩니다. 이 블록은 입력 샘플링 레이트 228kHz를 호스트 컴퓨터의 오디오 장치의 샘플링 레이트인 45.6kHz로 변환합니다. 미국의 FM 방송 표준에 따라 디엠퍼시스 저역통과 필터 시정수는 75마이크로초로 설정됩니다. 이 예제에서는 수신된 모노 신호를 처리합니다. 이 복조기는 스테레오 신호도 처리할 수 있습니다.
스테레오 디코딩을 수행하기 위해, FM Broadcast Demodulator Baseband 객체는 피킹 필터를 사용하여 19kHz 파일럿 톤을 선택하며 이로부터 38kHz 반송파가 생성됩니다. 이렇게 생성된 반송파 신호를 사용하여 FM Broadcast Demodulator Baseband 블록은 중심이 38kHz인 L-R 신호를 기저대역으로 낮게 변환합니다. 그 뒤에 L-R 및 L+R 신호가 75마이크로초 디엠퍼시스 필터를 통과합니다. FM Broadcast Demodulator Baseband 블록이 L 신호와 R 신호를 분리하고 이를 45.6kHz 오디오 신호로 변환합니다.
오디오 장치 라이터
복조된 오디오 신호를 Audio Device Writer 블록을 사용하여 컴퓨터 스피커로 재생합니다.
심층 탐구
이 예제를 더 깊이 있게 살펴보려면, Center Frequency (MHz) 블록을 사용하여 RTL-SDR 라디오, ADALM-PLUTO 라디오 또는 USRP 라디오의 중심 주파수를 변경하거나 다른 무선국에서 수신해 보십시오.
FM Broadcast Demodulator Baseband 블록의 Stereo 속성을 true로 설정하여, 스테레오 방식으로 신호를 처리하고 음질을 비교할 수 있습니다.
