SDR – programsko definirana radijska postaja (1)

V uredništvu revije Svet elektronike smo se odločili, da objavimo serijo člankov na temo »SDR« radijske postaje. O SDR-u smo v naši reviji že pisali (glej Svet elektronike številke 156 – 158, avtor Siniša Tasić). Tokrat smo z našimi avtorji pripravili obsežno serijo člankov, iz katere boste lahko črpali tako začetniki v SDR-u kot tudi napredni uporabniki. Pri SDR se vse krmiljenje in digitalno procesiranje dogaja v osebnem računalniku, zato je zelo pomembno, da poznate vrste programske opreme, ki vam je na voljo za delo s SDR radijskimi postajami. V nadaljevanju pa bomo predstavili SDR sprejemnike, oddajnike in celotno radijsko postajo.

V prvem delu bomo torej predstavili programsko opremo, ki omogoča SDR.

SDR programska oprema za PC

Za delovanje programsko definiranega radia je nujna programska oprema, zmožna nadzirati strojni del digitalnega procesiranja signalov (DSP). Ker je v veliki večini projektov kot glavna DSP enota uporabljen osebni računalnik, se bomo osredotočili na obstoječe brezplačne,odprto-kodne programe.

Programsko definirani radio ali Software Defined Radio (krajše SDR) je tehnologija, ki se uveljavlja in uporablja na področju radijske tehnike oz. RF. Predstavlja radijsko napravo, kjer so nekatere ali (skoraj) vse funkcije fizičnega sloja naprave izvedene z ustrezno programsko opremo, ki se izvaja na splošni DSP opremi. Prav tako se pojavlja izraz SCR (Software Controlled Radio) ali programsko nadzorovani radio. Zato so vodilni organi za standardizacijo na področju telekomunikacij pričeli kot krovni termin uvajati RRS ali Reconfigurable Radio System.

Ker radioamaterstvo sledi in pogosto prispeva k razvoju na področju radijskih komunikacij, obstaja danes množica radioamaterskih radijskih naprav, ki temeljijo na tehnologiji programsko definiranega radia. Izvedba takšne postaje oz. transiverja, AVALA-01 avtorja g. Siniše Tasić – YU1LM, je bila objavljena v Svetu Elektronike (številke 156 do 158), zato bo na tem mestu podan pregled obstoječih odprto-kodnih ter prosto dostopnih programskih rešitev [1,2], ki se izvaja na PC-jih, z operacijskimi sistemi Windows, Linux ali MAC OS X.

Osnovne značilnosti

Potrebno je vedeti, da pri večini projektov zunanje vezje v primeru sprejemnega dela opravlja pretvorbo izbranega dela RF spektra v nižje ležeči IF medfrekvenčni spekter, običajno s centralno frekvenco 0 Hz. Največkrat uporabljeno vezje za frekvenčno pretvorbo se imenuje Tayloe detector, pri klasični arhitekturi bi to vezje predstavljajo mešalni del. Tudi AVALA-01 uporablja takšen detektor. V nadaljevanju bomo zato tako izvedene sprejemnike imenovali kvadraturne I/Q sprejemnike z ničelno medfrekvenco, ali krajše Zero-IF I/Q sprejemnik. Pretvorjeni spekter zmore analogno-digitalni pretvornik (ADC) bolj ali manj uspešno pretvoriti. Manj uspešno takrat, ko nizkopasovno sito signale na vhodu nad mejno frekvenco ne duši idealno, in se v primeru zelo močnega vhodnega signala iznad mejne frekvence (ter pod vzorčevalno frekvenco) zgodi, da se le-ta pojavi v koristnem področju.

Celotni članek