Search

V tem magistrskem delu sta predstavljeni zasnova in implementacija naprednega programsko definiranega sprejemnika za sporočila ADS-B/Mode-S, ki jih oddajajo plovila v letalskem prometu za namene kontrole zračnega prometa. Predstavljena in argumentirana je zasnova programske procesne verige za sprejem signalov, ki poleg osnovnega dekodiranja paketov služi tudi kot platforma za nadgradnjo in razvoj naprednih funkcij. Prav to je s pridom uporabljeno za razvoj in vrednotenje metode za določanje časa prihodov paketov, kar je ključen podatek pri pasivnem določanju položaja in sledenju letečih plovil. V tej magistrski nalogi je predstavljenih in ovrednotenih več metod za določanje časa prihodov paketov vključno z izvirnim pristopom, ki upošteva položaj vrhov v signalu ter dosega časovno natančnost tudi do 1,2 nanosekunde. V nadaljevanju je predstavljena metoda za izboljšavo dekodiranja z razreševanjem kolizij paketov. Le-ta deluje na podlagi tehnike izničevanja signala paketa, ki je bila razvita v sklopu tega magistrskega dela. Delo predstavi tudi potencialne izboljšave, ki bi v prihodnosti omogočile razvoj kognitivnega sprejemnika. This master thesis presents the work of designing and implementing an advanced software-defined radio receiver for ADS-B/Mode-S messages, broadcasted from aircraft for the use in air traffic control. It presents and argues the design of the software receiver chain and introduces a platform that enables augmenting the basic receiver chain with advanced features. Furthermore, this work leverages the software receiver possibilities to implement and evaluate packet timestamping techniques that produce packet time-of-arrival information necessary for passive position tracking of airplanes. Multiple timestamping techniques are implemented and evaluated including a novel peak-position based approach that achieves precision of impressive 1.2 nanoseconds. Moreover, this thesis produces a method for improving packet decoding by means of packet collision resolution. Proof of concept collision resolution is achieved by facilitating the packet signal cancellation method developed in this work. This thesis also presents improvements for the future that would allow the developed receiver to become cognitive.

Diplomsko delo zajema zasnovo in izdelavo radioamaterske radijske postaje z uporabo tehnologije programsko definiranega radia, za področje visokih frekvenc (HF) ter dela zelo visokih frekvenc (UHF). Za krmiljenje sklopov vezja in prenos digitalnih avdio signalov smo uporabili mikrokrmilnik. Signale procesira osebni računalnik z uporabo prosto dostopne programske opreme. Sprejeti radijski signal vezje pretvori v digitalno domeno, signal za oddajo pa pretvori nazaj v analogno domeno in ojačanega odda v izbrani del radijskega spektra. Realizirana radioamaterska radijska postaja je namenjena vzpostavljanju radioamaterskih zvez z uporabo različnih modulacij. This thesis covers the design and implementation of an amateur radio station using software defined radio techniques, for high frequency (HF) and very high frequency (UHF) bands. Control of the system and transmission of digital audio signals is done with a microcontroller. Signals are digitally processed with a personal computer using freely available software. Received radio signal is converted to digital domain, digital signal for transmitting is converted in the opposite direction to analogue, and amplified before transmitting. The realised amateur radio station can be used for amateur radio communications using various modulations.

From not disturbing a focused programmer, to entertaining a restless commuter waiting for a train, ubiquitous computing devices could greatly enhance their interaction with humans, should these devices only be aware of the user's cognitive load. However, current means of assessing cognitive load are, with a few exceptions, based on intrusive methods requiring physical contact of the measurement equipment and the user. In this thesis we propose Wi-Mind, a system for remote cognitive load assessment through wireless sensing. Wi-Mind is based on a software-defined radio-based radar that measures sub-millimeter movements related to a person's breathing and heartbeats, which, in turn allow us to infer the person's cognitive load. We built the system and tested it with 23 volunteers being engaged in different tasks. Results show that while Wi-Mind manges to detect whether one is engaged in a cognitively demanding task, the inference of the exact cognitive load level remains challenging. Z vsestranskim računalništvom in njegovo interakcijo z ljudmi bi lahko izboljšali uporabniško izkušnjo, če bi naprave lahko razbrale kognitivno obremenjenost uporabnikov. Trenutni načini ocenjevanja kognitivne obremenitve človeka so, z nekaj izjemami, zasnovani na metodah, ki zahtevajo fizični stik merilnih oprem in uporabnika. V tem delu predstavimo sistem Wi-Mind za ocenjevanje kognitivne obremenjenosti človeka z uporabo brezžičnih signalov. Wi-Mind temelji na programsko definiranem radijskem radarju, ki meri zelo majhne gibe človeka, ki so rezultat dihanja in srčnega utripa. Le-to nam omogoča ocenjevanje kognitivne obremenjenosti osebe. Sistem smo preizkusili in testirali na triindvajsetih prostovoljcih, ki so reševali naloge različnih težavnosti. Rezultati kažejo, da Wi-Mind do neke mere lahko ugotovi ali se oseba ukvarja z reševanjem naloge. Ocenjevanje direktne kognitivne obremenjenosti, s katero bi lahko ugotovili uporabnikovo zagnanost v problem, ostaja izziv.