Hai, Habr.
Pada bagian
pertama , tipe utama perangkat SDR dijelaskan dan karakteristiknya dijelaskan secara singkat. Pada bagian kedua saya akan memberi tahu Anda lebih lanjut tentang pro dan kontra SDR, contoh-contoh menggunakan teknologi ini juga akan diberikan.
Lanjutan di bawah potongan (dengan hati-hati, lalu lintas).
Jika seseorang melewatkan bagian
pertama , disarankan untuk memulainya dengan tujuan untuk lebih memahami apa itu.
Manfaat SDR
Pertama, mari kita bicara tentang manfaat SDR, tentang apa yang mereka berikan kepada pengguna. Sudah jelas bahwa prioritas setiap orang berbeda, sehingga item yang berbeda tercampur. Mana di antara mereka yang "lebih penting" sulit untuk dikatakan, tetapi mungkin mustahil, semua orang akan memutuskan untuk dirinya sendiri.
Tinjauan siaran panoramik
Pertama dan paling jelas, SDR menunjukkan panorama gelombang udara "apa adanya".
Ini cukup nyaman, baik dalam hal visibilitas dan dalam hal mencari sinyal baru. Pada layar Anda dapat segera melihat, misalnya, bahwa beberapa stasiun bekerja pada frekuensi 100KHz kanan lebih tinggi, berbagai gangguan, sinyal baru dan terutama pendek, dll terlihat. Sinyal dengan frekuensi yang berubah dengan cepat, misalnya, pada penerima "klasik" biasa atau transceiver sama sekali tidak terlihat, dan orang itu bahkan tidak akan menebak tentang kehadiran mereka.
Siapa pun dapat melihat tampilannya dan mendengarkan apa yang terjadi di udara dengan membuka
panorama web di SDR Belanda. Sebagai contoh gambar dari sana, pengoperasian
sistem hopping frekuensi terlihat jelas (tetapi ini tidak akurat).
Filter digital yang dapat disesuaikan dan efek suara
Ham dengan pengalaman mungkin mengingat saat-saat filter kuarsa pita sempit dibeli secara terpisah untuk stasiun radio, dan harganya tidak sedikit. Situasinya bahkan lebih buruk pada penerima rumah tangga yang murah - filternya lebih sederhana di sana, dan
umumnya dikonfigurasikan
dengan cara apa pun dengan acak bahasa Mandarin, seperti yang akan beruntung. Ya, dan pengaturan di penerima tersebut biasanya hanya dua - Lebar dan Sempit. Di SDR, semua filter dilakukan secara matematis, sehingga lebar filter apa saja dapat dipilih dengan "mouse" atau diatur dalam pengaturan. Rectangularity dari filter juga bisa hampir sempurna - secara matematis Anda dapat memilih urutan filter, semuanya dibatasi hanya oleh algoritma.
Demikian pula, pengaturan pengurangan kebisingan, koefisien AGC, dll. Dapat diatur.
Ngomong-ngomong, beberapa audiophile percaya bahwa filter analog "biasa" terdengar
lebih hangat dan lebih baik daripada
lampu tabung , sulit bagi saya untuk mengatakannya. Mungkin bentuk filter digital memengaruhi persepsi suara, ada juga bidang untuk eksperimen.
Kemampuan pengukuran
SDR adalah pengukur yang cukup akurat. Mulai dari tampilan dangkal tingkat stasiun yang berbeda dalam desibel, hingga penilaian gangguan, kualitas sinyal, dll. Semua kekurangan sinyal Anda sendiri atau orang lain terlihat jelas pada spektrum.
Sebagai contoh, gambar menunjukkan sinyal stasiun FM. Anda dapat langsung melihat siapa yang menyiarkan di mana, dengan level apa, stasiun mana yang saling mengganggu.
Anda juga dapat menggunakan SDR sebagai penganalisis spektrum.
Pemrosesan Broadband
Penerimaan sinyal segera dengan pita lebar beberapa megahertz membuka peluang luar biasa untuk pemrosesan sinyal. Penggemar kode Morse dan kompetisi radio, misalnya, dapat memecahkan kode panggilan dengan segera di pita lebar (walaupun, menurut saya, ini tidak sportif, tetapi ini pertanyaan lain).
Anda juga dapat membuat "penerima virtual" dalam jumlah tidak terbatas dalam bandwidth. Misalnya, decoding sinyal radio amatir WSPR pada dua band sekaligus dari satu penerima fisik ditampilkan.
Dengan bantuan SDR dan Kabel Audio Virtual, pengguna dengan kepribadian ganda dapat mendengarkan dua stasiun sekaligus, satu di telinga kanan dan yang lain di kiri;)
Dapat diasumsikan bahwa dalam prof. perangkat yang memproses pita lebar memberi peluang besar untuk pencarian, klasifikasi, deteksi,
dan penindasan berbagai sinyal. Mungkin, teknologi ini digunakan secara aktif dalam radar dan perangkat lain.
Penerimaan dan transmisi hampir semua jenis modulasi
Pemrosesan sinyal dilakukan pada PC, sehingga kemampuan komputasi hanya dibatasi oleh kehadiran decoder yang diperlukan. AM, FM, WFM, DRM, DAB +, TETRA dan banyak kata menyeramkan lainnya - untuk hampir semua protokol terbuka modern Anda dapat menemukan dekoder.
Sejauh ini, SDR “terlalu tangguh”, mungkin GSM dan WiFi, meskipun ada beberapa kemajuan di sini (
Open BTS ,
WiFi Analyzer ).
Sedangkan untuk transfer, pemilik URRP atau LimeSDR dapat, misalnya,
bereksperimen dengan DAB + .
Perekaman dan Pemutaran Pita Lebar
Karena di SDR, semua data ditulis pada awalnya dalam bentuk digital, tidak ada masalah merekam seluruh band sekaligus untuk mendengarkan atau menganalisis nanti. Rekaman tunggal dapat berisi beberapa stasiun radio sekaligus, yang dapat didengarkan dengan cara yang persis sama dengan dari penerima nyata. Ini agak mirip dengan file RAW dari kamera, tempat pemrosesan pasca (white balance, dll.) Dapat dilakukan setelah pemotretan.
Tautan ini memberikan
contoh rekaman dengan bandwidth 760KHz, panorama yang terlihat seperti ini:
Dalam catatan Anda dapat menemukan banyak hal sekaligus - suar waktu yang tepat, telemetri, drive beacon, stasiun siaran. Anda dapat membukanya di program
HDSDR Matlab gratis. Hanya ada satu kelemahan, itu adalah ukuran yang besar. Satu menit perekaman pada bitrate ini membutuhkan waktu 350 MB. Tapi tentu saja, dengan rekaman nyata, tidak masuk akal untuk menulis semuanya dalam satu baris, Anda dapat memilih bandwidth tergantung pada tugas.
Pekerjaan jarak jauh
Daerah lain yang aktif berkembang. Beberapa penerima dan transceiver SDR memiliki kemampuan untuk bekerja dari jarak jauh - seperti Karena penerima dapat diakses oleh alamat IP, tidak ada perbedaan mendasar, ia berdiri di sebelah meja atau 100 km di negara ini (tentu saja, bitrate transmisi harus diatur sesuai dengan lebar saluran Internet). Mengingat bahwa ada lebih banyak gangguan di kota-kota, ini bisa menjadi sangat relevan.
Tugas teknik dan penelitian
Tentu saja, dengan perekaman dan pemutaran broadband, ada peluang besar untuk men-debug berbagai sinyal, protokol, pengujian metode DSP, dll. Perangkat khusus untuk tujuan penelitian (USRP) memungkinkan duplex penuh untuk bekerja, juga dapat memiliki beberapa input dan kemampuan untuk menyinkronkan, yang memungkinkan pengujian algoritma seperti pencarian arah.
Dengan GNU Radio, Anda dapat membuat dan menguji sistem pemrosesan sinyal yang kompleks menggunakan sejumlah besar unit yang tersedia.
Saya harap keuntungannya jelas, mari kita bicara tentang kerugiannya.
Kerugian SDR
Kerja statis saja
Kelemahan utama bagi sebagian besar pengguna - SDR sebenarnya adalah perangkat desktop stasioner, membawanya dengan Anda sangat tidak nyaman dan tidak nyaman. Di kota-kota, sayangnya, tingkat interferensi sering kali tidak sesuai grafik, dan praktis tidak ada penerima portabel dengan rekaman SDR dan IQ.
Dalam beberapa tahun terakhir, penerima dan transceiver yang dibuat dengan menggunakan teknologi SDR mulai muncul, tetapi perangkat yang ringkas dan ringan dapat dibawa dengan Anda, sementara masih belum ada pasar. Tentu saja, jika Anda mau, Anda dapat membawa laptop, SDR, antena, kabel, adaptor, POWERBANK dengan Anda, tetapi semua ini cukup rumit dan tidak nyaman. Pasar untuk perangkat SDR portabel tidak ada secara de facto. Dari perkecualian, mungkin
RDR-Pocket , tetapi harganya sekitar 1500 Euro, dan hanya tersedia sesuai pesanan. Teknologi modern memungkinkan untuk membuat perangkat seperti itu, tetapi tidak ada permintaan pelarut untuk itu.
Harga
Seperti yang jelas dari deskripsi, SDR yang baik adalah perangkat yang cukup mahal. ADC dan FPGA Ultrafast, tahap input rendah kebisingan, papan sirkuit tercetak berlapis-lapis, filter berkualitas tinggi, dll. - harga DDC SDR yang baik dimulai dari $ 500 dan lebih tinggi, dan Anda tidak dapat melakukan ini dengan murah. Penerima profesional (USRP, Winradio) harganya mulai $ 1.500 atau lebih.
Namun, ada juga kemajuan. Penerima SDRPlay yang cukup bagus dengan kisaran dari 10KHz hingga 2GHz dijual seharga $ 150, dan meskipun ini bukan DDC dan ADC hanya 12 bit, itu sudah cukup untuk sebagian besar tugas penerimaan. "Peluit" dari RTL-SDR seharga $ 30 mungkin sudah dimiliki setiap radio amatir. Untuk penggemar VHF dan pemrosesan sinyal, ada LimeSDR murah, yang dengan harga $ 200-300 mencakup kisaran hingga 6 GHz.
Bagian algoritmik yang rumit
Jelas bahwa simulasi serius pemrosesan sinyal digital "bersembunyi" di balik kesederhanaan dan kenyamanan eksternal. Selama 10 tahun terakhir, sejumlah besar berbagai perangkat lunak untuk SDR telah dibuat, dan kemungkinan besar rata-rata pengguna tidak perlu menambahkan apa pun. Tetapi jika Anda ingin memperbaiki sesuatu atau membuat milik Anda sendiri, itu tidak mudah dilakukan, "ambang masuk" cukup besar.
Konsumsi Daya dan Persyaratan Prosesor
Jelas juga bahwa konsumsi saat ini cukup tinggi, seperti persyaratan untuk CPU dan kartu video. Radio "klasik" yang biasa dapat bekerja selama sebulan pada baterai, DDC SDR akan mengkonsumsi setidaknya 1-2A selama operasi.
Kesimpulan
Pada bagian sebelumnya, beberapa orang bertanya-tanya mengapa ini perlu, saya berharap sebagian berhasil menjawab pertanyaan ini.
Semua yang direncanakan, sekali lagi tidak cocok menjadi satu artikel. Pada bagian selanjutnya, kita akan melihat antarmuka perangkat lunak ke penerima SDR dengan Python, dan mungkin sedikit bekerja dengan GNU Radio.