Seminario sobre Software-Defined Radio: Algo
m ´as que Radio
Ing. Marcelo Doallo - Ing. Jorge Rodriguez Mallo
Por qu ´e un seminario sobre Software-Defined Radio
Actualidad.
Variedad de conceptos que involucra
Incorporaci ´on prevista en el programa anal´ıtico de SC. Compartir las primeras experiencias de Software Defined Radio (SDR) y GNU Radio en una c ´atedra de Sistemas de Comunicaciones.
Temas a tratar aqu´ı
Esta presentaci ´on intentar ´a abordar los siguientes temas: Descripci ´on funcional de un SDR
Descripci ´on de un caso de SDR
Descripci ´on funcional de SDRSTICK+BeMicroSDK+GNU Radio
Otras utilidades de GNU Radio Temas para avanzar
Descripci ´on de un caso de SDR
UDPSDR-HF1
Placa de adquisici ´on de datos BeMicroSDK
Procesamiento digital de los datos para su posterior tratamiento en la PC
GNU Radio
Procesamiento digital de los datos en banda base en la PC Es GNU
UDPSDR-HF1
UDPSDR-HF1 SDRstick from Zephyr Engineering, Inc Linear Tech LTC2249 14-bit, 80MSPS ADC On-board LTC6409 20dB LNA and LPF 30 MHz anti-aliasing LPF
LTC2641 12-bit Audio DAC and headphone amplifier for receiver audio output
Power requirements: USB powered (5VDC@400mA, including BeMicroSDK)
Compatible with PowerSDR, Kiss Konsole, HDSDR, SDR# software
GNU Radio source block available now
BeMicroSDK
Kit de desarrollo de Altera.
22K Logic Element Cyclone IV device EP4CE22F17C7N Onboard Micron Mobile DDR memory
MicroSD flash cage Ethernet
8 Led’s
GNU Radio
Radio GNU es un conjunto de herramientas de desarrollo de software libre y de c ´odigo abierto que proporciona bloques de procesamiento de se ˜nales para implementar radios definidas por software.
Se puede utilizar con hardware externo de RF f ´acilmente disponible de bajo costo, o sin hardware en un entorno de simulaci ´on.
Es utilizado por acad ´emicos para la investigaci ´on de
comunicaciones inal ´ambricas y sistemas de radio en el mundo real.
Tipos de bloques en GNU Radio
Fuente Sumidero Procesadores
Declaraci ´on de variables del sistema
Tipos de datos en GNU Radio
Complex Float Integer Short
IShort (Short Complex) Vector
Char
SDRSTICK + BeMicroSDK + GNU Radio
Las 80 millones de muestras por segundo (MS/s) del
SDRSTCIK, cada una de 14 bits, recuperan el espectro de 0 a 30 MHz.
Las muestras son tratadas por la FPGA del BeMicroSDK para reducir la tasa de transferencia hacia la aplicaci ´on (Digital Down Conversion)
La tasa de transferencia hacia la PC es de 384 KS/s o 1.25 MS/s, siendo estas muestras complejas.
Entonces la PC dispondr ´a de una porci ´on del espectro, de 384 KHz o 1.25 MHz, comprendida entre 0 y 30 MHz.
SDRSTICK + BeMicroSDK + GNU Radio (2)
El BeMicroSDK se comunica con la aplicaci ´on en la PC (por ejemplo GNU Radio) utilizando el puerto Ethernet/IP, por medio de un canal de ´ordenes en el puerto UDP 8000.
Ambos dispositivos (SDRSTICK y BeMicroSDK) se alimentan por el puerto USB.
Las ´ordenes pueden ser: RUN, STOP, FRECUENCIA, ANCHO de BANDA, entre otras.
Tanto las ´ordenes como el tratamiento del flujo de datos son f ´aciles de implementar, por ejemplo lenguaje C, python (GNU Radio).
SDRSTICK + BeMicroSDK + GNU Radio (3)
La puesta a punto del conjunto requiri ´o: Compilar GNU Radio.
Bajar el firmware (archivos .flash) al kit BeMicroSDK, provistos por el desarrollador de SDRSTICK bajo la modalidad “Licensed IP”.
Compilar el Bloque de SDRSTICK en GNU Radio, los fuentes son provistos por el desarrollador de SDRSTICK El sistema operativo es Linux/Debian estable.
Avances hay al momento
Recepci ´on de AM (desde el Generador de RF o Broadcasting) y Analizador de espectro
Recepci ´on de LSB
Recepci ´on de FM (desde el Generador de RF o Broadcasting previo Analog down convertion) Captura de espectro
Avances sobre GNU Radio exclusivamente
Simulaci ´on de recepci ´on de Broadcasting de AM (demo am.grc)
Simulaci ´on de recepci ´on de LSB (demo lsb.grc) Simulaci ´on de LPF con frecuencia de corte variable (pasabajos.grc)
Simulaci ´on de se ˜nal de DSB-SC (demo dsb.grc) Simulaci ´on de recepci ´on de Broadcasting de FM (demo fm rx.grc)
USRP-2920
Frecuencias: 50 MHz to 2.2 GHz
Ancho de banda de transmisi ´on: hasta 40 MHz Potencia: 15 dBm - 20 dBm
Software de uso: NI LabVIEW
TX Output Power: 0 dB - 31 dB (¿dBm?)
Instantaneous Real-Time: 20MHz (16 bits samples) Bandwidth: 40MHz (8 bit-samples)
USRP E100
Operate from DC to 6 GHz Software: GNU-Radio
720 MHz OMAP3 (ARM Cortex-A8 processor & TI C64x+ DSP)
FPGA: Xilinx Spartan XC3SD1800A
8 MHz Instantaneous bandwidth de streaming (16 bits mode)
16 MHz Instantaneous bandwidth de streaming (8 bits mode)
WARP v3
Xilinx Virtex-6 LX240T FPGA
2 programmable RF interfaces, each with:
2.4/5GHz transceiver (40MHz RF bandwidth) 12-bit 170 MSps DACs
12-bit 100 MSps ADCs
SDRSTCIK
UDPSDR-TX2 Bandwidth: 200 KHz - 55 MHz Power: 27 dBm 14-bit@210 MSps DAC UDPSDR-HF2 Bandwidth: 100 KHz - 55 MHz LTC6400 20 dB LNA [email protected] MSps ADCSoftware: GNU Radio Precio: U$S 900
Informaci ´on ´util
http://www.sdrstick.com/ RTL2832 (http://www.rtl-sdr.com/) http://www.ettus.com/home http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/Hardware http://www.websdr.orgProyecto de investigaci ´on y desarrollo
Objetivos del proyecto:
Analizar en profundidad al menos dos SDR’s Desarrollar software para estos SDR’s
Analizar ventajas y desventajas de implementar sistemas de comunicaciones con SDR’s
Analizar la factibilidad de realizar un SDR en la UTN Desarrollar ensayos did ´acticos de modulaci ´on de se ˜nales digitales con se ˜nales pasabandas modernas utilizando un SDR
Cr´ıticas, aportes, sugerencias
Cr´ıticas, aportes, sugerencias, son todas bienvenidas a la siguiente direcci ´on de correo electr ´onico:
[email protected] Muchas Gracias.
