SDR: ejemplos prácticos de las etapas.
6.4. SIMULACIÓN COMPLETA CON GNU-RADIO
6.4. Simulación completa con GNU-Radio.
Por la simplicidad que ofrece y con el objetivo de realizar una visión de la aplicación en el contexto de recepción SDR aplicando las principales ideas de este trabajo, ilustraremos en lo sucesivo ejemplos de una implementación SDR real usando GNU-Radio.
6.4.1. Esquema demodulador AM en banda ciudadana. Consideremos el siguiente
esquema modular de GNU-Radio:
Este esquema recrea una demodulación de una señal emitida en AM en la banda ciudadana. Para ello, toma una muestra del receptor lo suficientemente buena como para copar desde 26MHz hasta 28MHz utilizando el teorema del muestreo. Tras ello se genera una señal sinusoidal al mismo ratio de muestreo y se multiplican ambas señales, realizando así un desplazamiento que sintonizará (desplazará al 0) el canal deseado. Tras esto, se realiza un diezmo racional para no saturar al demodulador, al que le entrará el flujo de muestras a 240KHz, realizando un filtro paso bajo de 5KHz (que aunque está por debajo del canalaje para voz en AM es suficiente para dejar pasar solamente las frecuencias de voz), además se realizará un diezmo literal en la salida de la señal demodulada para ajustar las muestras que vayan llegando a un parámetro admitido por la tarjeta de sonido, en este caso 24KHz.
Fijémonos además que el cálculo de todo el sistema es correcto, atendiendo a que 2MHz de frecuencia de muestreo se corresponden con una ventana de 2MHz de frecuencias sintonizables (por el teorema del muestreo en señales de cuadratura). El objetivo de todos los pasos es terminar con una señal de 24KHz, con lo que si nos fijamos en todos los remuestreos del sistema tenemos que partiendo de los 2M Hz= 2×106M Hz de la muestra:
2×106 12 100
1
6.4.2. Demodulador FM en banda de 2m y comercial.
Esquema de un demodulador con squelch NFM en la banda de 144MHz de radioafición:
Este esquema recrea una demodulación de una señal emitida en FM en la banda de dos metros. Para ello, toma una muestra del receptor lo suficientemente buena como para copar desde 144MHz hasta 146MHz. Tras ello, se genera una señal sinusoidal al mismo ratio de muestreo, y se multi- plican ambas realizando así un desplazamiento que sintonizará el canal deseado. Posteriormente, se realizará un diezmo racional y se someterá la señal a un control de potencia de modo que si no supera los -30dB no se volcará al demodulador, al cual le será entregado el flujo de muestras a 240KHz, realizandose además un filtro paso bajo de 12.5KHz para eliminar todas las frecuencias superiores a las del canal sintonizado.
Fijémonos, además, que el cálculo de todo el sistema es correcto, atendiendo a que 2MHz de frecuencia de muestreo se corresponden con una ventana de 2MHz de frecuencias sintonizables (por el teorema del muestreo en señales de cuadratura). El objetivo de todos los pasos es terminar con una señal de 24KHz, con lo que si nos fijamos en todos los remuestreos del sistema tenemos que partiendo de los 2M Hz= 2×106M Hz de la muestra:
2×106 12 100
1
6.4. SIMULACIÓN COMPLETA CON GNU-RADIO. 95
Esquema demodulador FM comercial.
Veamos un esquema de implementación en GNU-Radio de un demodulador de FM comercial, con entrada centrada en 96.1MHZ y una frecuencia de muestreo de 2MHz:
Este esquema recrea una demodulación de una señal FM de la banda ancha. Para ello, toma una muestra del receptor lo suficientemente buena como para copar un par de megahercios, con una frecuencia central DC de 96.1MHz. Tras ello, se genera una señal sinusoidal (variable por una barra de deslizamiento) al mismo ratio de muestreo y se multiplican ambas realizando un desplaza- miento que sintonizará el canal deseado según se configure la frecuencia generada. Seguidamente, se realiza un diezmo racional para no saturar al demodulador, al cual le entrará el flujo de muestras de 240KHz. Posteriormente, utilizando los parámetros calculados en en tercer capítulo, situaremos un filtro paso bajo, para tras ello hacer un diezmo literal en la salida de la señal demodulada para ajustar a un parámetro admitido por la tarjeta de sonido.
Fijémonos además que el cálculo de todo el sistema es correcto, atendiendo a que 2MHz de frecuencia de muestreo se corresponden con una ventana de 2MHz de frecuencias sintonizables (por el teorema del muestreo en señales de cuadratura). El objetivo de todos los pasos es terminar con una señal de alta calidad de 48KHz (también admitida por la tarjeta de sonido), con lo que si nos fijamos en todos los remuestreos del sistema tenemos que partiendo de los 2M Hz = 2×106M Hz
de la muestra:
2×106 24 100
1
6.5. Transcepción SDR.
Vista la teoría y aplicaciones prácticas en la recepción SDR, para completar el proceso de transcepción solamente falta por indicar que, de forma simétrica, en el caso de la emisión, también se requiere de un hardware específico que sea capaz de irradiar la señal generada por software mediante una antena.
Se tratará, por tanto, de la implementación porsoftware de un generador de onda y un opera- dor modulación como el descrito en el capítulo 3, que genere la muestra de la señal que se desee emitir. El resto del proceso simplemente es la parte física que creará una activación de corriente en el intervalo descrito por la muestra de la señal modulada para generar la señal que irradiará la onda. Un ejemplo de estos pasos pueden hallarse en la referencia [13].
Referencias principales: [AV, 6, 7, 11, 13, 1].