مباحث مربوط به Software Radio

[shankimout]

خوب جای همچین مباحثی واقعا دیگه تو این فروم خالیه،

Software Radio یا رادیوی نرم افزاری یکی از مباحث روز مخابراتی هست و در ایران هم بشدت داره رشد میکنه و جا می افته، شاید بعضی از دوستان با Software Radio آشنایی نداشته باشن، برا همین یه توضیح کوچیک میدم.

رادیوی نرم افزاری یک سیستم مخابراتی هست که معمولا بلوک های مخابراتی اون بصورت نرم افزاری و یا دیجیتالی پیاده سازی می شه و این بلوک ها به راحتی قابل تعویض یا تغییر هستند.
به بیان ساده تر رادیوی نرم افزاری به دلیل ماهیت دیجیتالیش امکان پیاده سازی انواع سیستم های مخابراتی رو به شما میده.

به رادیوی نرم افزاری گاهی اوقات Software Defined Radio هم گفته میشه یا دیگه تنبلاش میگن SDR.

با SDR میتونید سیستم های مخابراتی خیلی زیادی رو به راحتی و بدون هیچ گونه تغییر خاصی پیاده سازی کنید از جمله

Bluetooth Transicever
(BTS) شبکه موبایل نسل 2 !
WLAN
WiMax
RADAR
HD-TV
WBFM
SSB
و ....

درواقع هر جور سیستم مخابراتی که در محدوده عملکرد SDR تون باشه رو میتونید بسازید. یکی از توپولوژی های کاری تو زمینه رادیو نرم افزاری استفاده از گیرنده/فرستنده های رادیو نرم افزاری به همراه کامپیوتر هست. من خیلی سریع و ساده 2 مدل از الات رادیو نرم افزاری پر کاربرد و و پر استفاده که در ایران هم پیدا میشن رو معرفی میکنم براتون.
در ایران 2 مدل پریفرال SDR من بیشتر ندیدم و اونام USRP1 و USRP2 از شرکت ettus هست. سرچ کنید برید تو سایتش.

من خودم با USRP2 N200 کار کردم و چندین سیستم مخابراتی رو خیلی راحت باهاش پیادهسازی کردم.

یکم درباره USRP خیلی ساده و روان توضیح میدم، تمرکز من بر روی USRP2 هست که یه سری تفاوت های بنیادین با USRP1 داره.

USRP2-N200 شامل این اجزاییست که مینویسم، از حفظ دارم میگم شاید اشتباه باشه

Dual 100Msps ADC
Dual 400Msps DAC
1x SPART3A-DSP FPGA

1x TX Daughterboard Slot
1x RX Daughterboard Slot

خوب این خود USRP بود، اما برای کار با اون نیاز به یک داتر بورد فرستنده و یک داتر بورد گیرنده دارید.



دلیل استفاده از داتر بورد هم قابلیت کار در فرکانس ها و مد های مختلف هست، مثلا میخوایید باهاش گیرنده رادیو FM بسازید، داتربورد Basic RX براش کافیه اما مثلا میخواهید رادار باند X بسازید، باید داتربورد SBX و یا بالاتر رو داشته باشید.



روی داتر بورد ها هم معمولا این اقلام پیدا میشه

LNA
Power Amp
Filter
Downconverter
UpConverter
Mixer
SMA-Connector

خوب داتربورد هارو بسته به فرکانس کاری و مشخصات مورد نیازتون به USRP متصل میکنید ( USRP2 دو تا داتربورد بهش میخوره ، USRP1 چهارتا )

کار این داتربورد ها معمولا آماده سازی سیگنال RF برای نمونه برداری و یا آماده سازی سیگنال های DAC برای انتشار هست.

بعد خود USRP رو به کامپیوتر وصل میکنید ( USRP2 با گیگابیت اترنت و USRP1 با USB2 ) و با استفاده از نرم افزار های مخصوص می تونید سیستم هایی که میخواهید رو پیاده سازی کنید.
به همین راحتی !



به همین راحتی هم میتونید باهاش BTS بسازید و یک شبکه مخابرات سیار برا خودتون درست کنید به دوستاتونم سیم کارت بفروشید !
رنج فرکانسی تونم میتونه از DC تا 6 گیگاهرتز باشه ! ( بسه دیگه ! )

USRP درواقع اینجا کار یک رابط بین کامپیوتر شما و دنیای RF رو انجام میده و نه پردازش سیگنال. البته یک سری عملیات پردازشی عمومی توی خود USRP انجام میشه از جمله Interpolation , Decimation و ... ولی پردازش اصلی بر روی رایانه انجام میشه.

من خودم باهاش گیرنده های ADS-B ، FM و فرستنده های FM ، UHF TV , FSK Transceiver

اینم لینک USRP :
https://www.ettus.com/product/details/UN200-KIT

---

البته SDR های دیگه ای هم وجود دارن که امکانات متفاوتی دارن، ازجمله BladeRF که خیلی هم به نسبت USRP ارزون تره .

اگر کسی تو این زمینه کار کرده خوشحال میشیم اطلاعاتشو در اختیار دیگران بزاره، هدف از این تاپیک فقط معرفی مقوله Software Radio نیست و امیدوارم دوستان فعالیت کنن و باهم اطلاعاتمون رو افزایش بدیم.

[aawww]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

سلام رفیق منون از مطالبت جالبت .
من خودم پیمانکار شبکه های GSM هستم و از طراحی تا نصب و پیاده سازی شبکه های BSS -BTS - BCS -TC بوده و همچنین طراحی و نصب دکل هاش و نصب سکتور هاش و مخصوصا با سایت مستر زیاد کار کردم از شبکه نوکیا تا سونی اریکسون .
ولی یه سوال که برام پیش امده این که شما فرمودین با این نوع میشه سایت BTS طراحی کرد و سیم کارت فروخت . البته فکر کنم یه کم شوخی کردین در این مورد درسته ؟؟؟؟- :nice: :nice: :nice:

[shankimout]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

خیر برادر، اصلا شوخی در کار نیست.

به راحتی میشه با حداقل یک عدد USRP و یک داتربورد WBX و یا مشابه یک BTS راه اندازی کرد

گوگل ایت openBTS

[aawww]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

خیر برادر، اصلا شوخی در کار نیست.

به راحتی میشه با حداقل یک عدد USRP و یک داتربورد WBX و یا مشابه یک BTS راه اندازی کرد

گوگل ایت openBTS

در مورد اون USRP که توضیح دادین که چی هست . و این طوری که من برداشت کردم . کلا یه سیستم هست که بعنوان بیس کارمون بکار میره و میتونیم با استفاده از نرم افزار مربوطه راه اندازی کنیم برای هر کاری که نیاز داریم .ولی
میشه در مورد این داتر بورد wbx یه کم بیشتر توضیح بدین . چون من اصلا اشنایی ندارم .
:nerd: :nerd: :nerd: :nerd:

[shankimout]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

ببینید، مثلا کامپیوتر شما برای ارتباط با دنیای اینترنت نیاز به یک مودم داره، پس مودم نقش رابط دنیای اینترنت با کامپیوتر رو بازی می کنه

USRP عمکلرد مشابه ای داره، متنها بجای اینترنت دنیای RF رو میاره تو کامپیوتره شما. USRP یک سیستم بیس هست که بسته به داتر بورد هایی که روش نصب میشه رنج فرکانسی و محدوده های مختلفی رو برای کار به شما میده.

مثلا اگر داتربورد TvRx رو روش بزارید، حداکثر تا UHF میتونید کار کنید، اما اگر بخواهید تو باند X کار کنید باید از داتر بورد های پیشرفته تر و البته گرون تر استفاده کنید.

اینجا نوشته که هر داتربورد به چه دردی میخوره و تو چه فرکانسی کاربرد داره
https://www.ettus.com/product/category/Daughterboards

داتربورد WBX قابلیت کار در فرکانس 50 تا 2400 مگاهرتز رو داره، همچنین پهنای باند سمپلینگ تون در حدود 40 مگاهرتز هست که خیلی زیاده و خوب !
USRP برای کارکرد به یکی از این داتر بورد ها نیاز داره.

[aawww]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

ببینید، مثلا کامپیوتر شما برای ارتباط با دنیای اینترنت نیاز به یک مودم داره، پس مودم نقش رابط دنیای اینترنت با کامپیوتر رو بازی می کنه

USRP عمکلرد مشابه ای داره، متنها بجای اینترنت دنیای RF رو میاره تو کامپیوتره شما. USRP یک سیستم بیس هست که بسته به داتر بورد هایی که روش نصب میشه رنج فرکانسی و محدوده های مختلفی رو برای کار به شما میده.

مثلا اگر داتربورد TvRx رو روش بزارید، حداکثر تا UHF میتونید کار کنید، اما اگر بخواهید تو باند X کار کنید باید از داتر بورد های پیشرفته تر و البته گرون تر استفاده کنید.

اینجا نوشته که هر داتربورد به چه دردی میخوره و تو چه فرکانسی کاربرد داره
https://www.ettus.com/product/category/Daughterboards

داتربورد WBX قابلیت کار در فرکانس 50 تا 2400 مگاهرتز رو داره، همچنین پهنای باند سمپلینگ تون در حدود 40 مگاهرتز هست که خیلی زیاده و خوب !
USRP برای کارکرد به یکی از این داتر بورد ها نیاز داره.

عالی بود دستت درد نکنه . خیلی دنبال همچین مداراتی بودم .
ولی یه سوال این که . الان مثلا همین داتر برد TvRx را اگه نصب کردیم . چه پارامتر های را من میتونم ازش استفاده کنم وبرنانه ریزی کنم .
نگاه کن من که پرسیدم .مثلا همون BTS .
سایت BTS کارش و وظیفش در شبکه GSM اینطوری هست البته بطور اختصار میگم .
1- کد کردن - مالتی پلکس کردن - رمز کردن - مدوله کردن
2-سنکرون کردن زمان و فرکانس
3-ارسال و دریافت با MS
4-اندازه گیری شدت میدان اموج MS
5- اندازه گیری تمامی پارامترهای یک MS و گزارش به BSC
6- انجام تمامی وظایف محوله از BSC به BTS
7 - ارسال دیتا و گزارشات از طریق ماکرویو به BSC که خودش پهنای باند زیادی در حد گیگا نیاز داره .

8- کنترل توان هر سکتور و ارسال امواج با توان مخصوص و تایین فرکانس اون به یک مشترک یا MS
و خیلی پارامتر های دیگه که اینجا جاش نیست
منظورم این بود که چطوری این کار را انجام میده .؟؟؟ :applause: :applause: :applause: :applause:

[voyager2020]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

سلام
بسیار متشکرم از اقای جهاندار - خیلی عالی بود این توضیحات
ولی قیمت اینها الان چقدره و از کجا میشه خریداری کرد
Dual 100Msps ADC
Dual 400Msps DAC
1x SPART3A-DSP FPGA

1x TX Daughterboard Slot
1x RX Daughterboard Slot
-
و خود داتر برد ها
کلا در مورد هزینه ها برای این سیستم در حد حداقل و بیس هم توضیح بدید

[shankimout]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

ببینید تمامی عملیاتی که شما فرمودید بصورت نرم افزاری انجام میشه. اما یه مسائله هست، اونم اینه که openBTS یک Complete Solution برای راه اندازی یک شبکه GSMهست و نه جایگزینی برای خود BTS.
توسط openBTS شما میتونید یک شبکه کوچک GSM راه اندازی کنید که قیمتش به نسبت نمونه های موجود فوق العاده پایین تره التبه رنج سرویس دهی و همچنین توان پردازشی اون هم کمتره . مثلا تو یکی از خبر ها خوندم که از openBTS برای راه اندازی شبکه GSM در یک جزیره کوچک استفاده شده.

ببینید، USRP فقط کارش گرفتن نمونه های گسسته در زمان و ارسال اونها به کامپیوتر و تبدیل نمونه های دریافتی از کامپیوتر به سیگنال های رادیویی هست.

شما با نرم افزار های مخصوص میتونید این سیگنال هارو دریافت کنید و سیگنال های دیگه رو تولید کنید.
سر راست ترین نرم افزار gnuRadio هست ، البته ******** هم جدیدا سینک و سورس USRP رو پشتیبانی میکنه.

openBTS کارش در واقع پیاده سازی بخش های مدولاسیون/دمدولاسیون، همزمانی، کدینگ، مالتی پلکس هست و از Astrix Server به عنوان سرور تماس استفاده میکنه که به راحتی قابلیت اتصال به شبکه های VoIP و یا PSTN رو داره.
من تا حدی با openBTS کار کردم، اما به دلیل نیاز کلاک با دقت بسیار بالا (1ppm ) نتونستم شبکه رو درست راه اندازی کنم، ایشالا در اولین فرصت...
--
در مورد هزینه، USRP در حدود 1500$ دلاره، که تو ایران میتونید رو 7 تا 8 تومن حساب کنید، داتر بورد ها هم از 50 دلار تا 500 دلار هم هست، داتر بورد WBX در حدود 3 میلیون

در کل بخواید یه شبکه GSM راه بندازید 10 تومن پول میخواهید ! شبکه رو هم 100 تومن میفروشید !

[voyager2020]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

نرم افزار مربوطه USRP خودش برد و fpga رو پروگرم میکنه یا برد پروگرم شده هست؟ یعنی امکان برنامه ریزی برد وجود داره یا نه؟! و در مورد سورس fpga چیزی میدونید؟!

[shankimout]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

نه، نرم افزار روی PC پردازش رو انجام میده و روی FPGA فقط پردازش های اولیه انجام میشه، N200 ، در حدود 30% FPGA ش خالی بود که میشه از اون استفاده کرد.

سورس کد به همراه نقشه کامل USRP و داتر بورد هاش تو سایت ettus موجوده ، ولی مرده ساختن میخواد !

[abolfazl504]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

جناب جهاندار
1-ممنون بابت این تاپیک زیبا
2-شما منبعی (سایت یا کتاب) برای ساخت sdr آماتوری برای افرادی که صرفا از روی علاقه میخوان بسازن سراغ دارید؟

[shankimout]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

والا SDR های آماتوری یه چندتایی هست، منبع خاصی فک نمیکنم باشه، همش همین مباحث جنرال RF هست و یکمم DSP.
همین USRP هم وقتی داکیومنتاشو میبینی متوجه می شید که ساختارش خیلی سادس اما طراحی هوشمندانه اش خیلی پر کاربردش کرده. تمام نقشه ها و سورس کد هاشم موجوده.
همچنین SDR هایی مثل BladeRF و FunCube اطلاعات خوبی میتونن بهتون بدن.

[mohsencent]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

والا SDR های آماتوری یه چندتایی هست، منبع خاصی فک نمیکنم باشه، همش همین مباحث جنرال RF هست و یکمم DSP.
همین USRP هم وقتی داکیومنتاشو میبینی متوجه می شید که ساختارش خیلی سادس اما طراحی هوشمندانه اش خیلی پر کاربردش کرده. تمام نقشه ها و سورس کد هاشم موجوده.
همچنین SDR هایی مثل BladeRF و FunCube اطلاعات خوبی میتونن بهتون بدن.

آقا از کجا میشه تهیه کرد ؟
به نظر تو ایران نمی فروشن

[griyli]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

بعد خود USRP رو به کامپیوتر وصل میکنید ( USRP2 با گیگابیت اترنت و USRP1 با USB2 ) و با استفاده از نرم افزار های مخصوص می تونید سیستم هایی که میخواهید رو پیاده سازی کنید.
به همین راحتی !

سلام تشکر بابت اطلاعات خوبتان
کاربر با نرم افزار مخصوص چه کارهای را باید انجام دهد؟ مثلا برای اجرای طرح خود باید با زبان برنامه نویسی خاصی ان را پیاده سازی کند یا نیاز به برنامه نویسی نیست؟

[shankimout]

پاسخ : مباحث مربوط به Software Radio

مثلا با متلب یا سیمولینک میتونید باهاش کار کنید، برای مثال با USRP میتونید سیگنال های رادیویی رو به باند پایه بیارید و سیگنال باند پایه رو بیارید تو کامپیوتر و روش پردازش انجام بدید ( مثلا دمدولاسیون ) یا برعکس. از بلوک USRP Source در سیمولینک برای داده برداری و از بلوک های دمدولاسیون دیجیتال برای دمودوله کردن سیگنال داده استفاده کنید.

یا میتونید به برنامه پردازش سیگنال خودتون رو هم با ++C بنوسید سیگنال هارو اونطوری که میخواهید پردازش کنید که برای اینکار باید با سیگنال پروسسینگ اشنا باشین، برنامه رو هم میتونید بصورت جداگانه و یا بصورت یک ماجول در مجموعه GNU-Radio بنوسید .