An Algorithm for a Sub-Nyquist Rate AM and FM Software-Defined Radio Based on the Market Paradigm

Abstract

Software-defined radio accomplishes both modulation and demodulation processes using software. While this has a number of advantages, which includes flexibility, interoperability, sustainability, and adaptability, the requirement for sampling the signal for digital processes toward adequate recovery often involves the use of a fast but expensive analogue-todigital converter (ADC). This, in a way translates to higher cost and requirement for bigger storage. This paper presents a method of switched signal recovery at uniform sampling rates that are less than the frequently over-estimated Nyquist rate employed. In particular, an algorithm for achieving this was implemented for an AM wave, under-sampled at varied uniform rates up-to twice the carrier rate, and then demodulated using the Market Paradigm. Furthermore,the slope detectorwas also implemented by including a differentiator after the sampling stage of the algorithm. The simulated results showed that the algorithm was able to recover the message signal at sampling rates far less than twice the carrier rate without the need for any additional hardware. Specifically, the best value of the Spurious Free Dynamic Range (SFDR) obtained for the recovered message signal was 20dB at a sampling rate of less than 20% of the Nyquist rate for the carrier signal.

Radio Definida por Software: Una mirada a las tendencias y aplicaciones

“…Sumado a esto, en [61] presentan una implementación de software para un receptor reconfigurable de amplitud modulada (AM) en la detección de señales de baja potencia, empleando algoritmo de resonancia estocástica (SR), que es una técnica para detección de señales débiles desarrollada para un receptor AM con tecnología de radio definida por software (SDR) [61]. Considerando que la radio definida por software emplea procesos de modulación y demodulación mediante software, en [62] se emplea un método de recuperación π C. V. Niño Rondón, W. A. Contreras Gómez, K. C. Puerto López & F. Guevara Ibarra diferente con muestreo uniformes que son inferiores a la tasa de Nyquist. El algoritmo es empleado para una onda AM empleando una tasa sub muestreada a tasas uniformes variadas.…”

“…El algoritmo es empleado para una onda AM empleando una tasa sub muestreada a tasas uniformes variadas. Los resultados muestran una recuperación de la señal del mensaje a velocidad de muestreo inferiores sin emplear ningún tipo de hardware adicional [62]. Finalmente, en [63] ratifican que en el marco del trabajo y la enseñanza de radio definida por software se tiene una amplia gama de aplicaciones como la investigación y el despliegue de prácticas de varias tecnologías inalámbricas de vanguardia.…”