Transcript Software Defined Radio (SDR): Sebuah Gambaran Ringkas

Software Defined Radio
(SDR):
Sebuah Gambaran
Ringkas
PUSDIKHUB-AD
Feb 28, 2014
FERI YUSIVAR YC1COZ
Apakah “Software Defined Radio”
itu?
SDR, adalah sistem komunikasi radio dimana
komponen yang telah biasanya diimplementasikan
dalam perangkat keras (misalnya mixer, filter,
amplifier, modulator / demodulator, detektor, dll)
diimplementasikan
dengan
menggunakan
perangkat lunak pada komputer pribadi atau
perangkat komputasi embedded.
Apakah “Software Defined Radio”
itu?
Basis sistem SDR dapat terdiri dari sebuah personal computer
yang dilengkapi dengan sound card, atau analog-to-digital
converter yang lain, dengan penambahan RF front end
dibagian awalnya. Sebagian besar pemrosesan sinyal (signal
processing) ditangani oleh prosesor serba guna, bukan
dilakukan dalam perangkat keras dengan fungsi khusus.
Rancangan ini membentuk sebuah radio yang dapat menerima
(rx) dan mengirim (tx) dengan protokol (bentuk gelombang)
yang beragam dengan hanya berdasarkan pada penggunaan
perangkat lunak (software).
Software-defined
radios (SDR) diharapkan menjadi teknologi
Antenna
dominan dalam radio komunikasi.
I,Q
R.F.
Front End
I,Q
High Quality
Sound Card
P.C., Laptop,
Netbook, or
Embedded
processor
Beberapa Perbedaan Pengertian
SDR
•Radio konvensional moderen biasanya dapat dikontrol melalui
komputer menggunakan CAT atau antarmuka sejenisnya. Radio
yang dikendalikan software ini (SCR=Software Controlled Radio)
bukan SDR.
•Radio konvensional moderen mungkin menggunakan DSP
(Digital Signal Processing) untuk meningkatkan performansi
sistem filter dan untuk mengeliminasi sistem downconversions
yang bertingkat. Hal ini juga bukan SDR.
•Radio SSB konvensional dapat menghubungkan audio dari/ke
sebuah PC yang dikenal dengan mode dijital. Hal ini merupakan
sinyal riil audio, bukan sinyal kompleks IQ, sehingga ini bukan
SDR.
Perkembangan Standar Sistem
Radio
(IEEE 1901 - Draft)
Radio Klasik (Non-SDR) –
Radio Penerima Superheterodyne
I.F. frequency Trades off
Image rejection
vs. selectivity
Diagram dari sebuah single
conversion (local oscillator plus
mixer, IF Amp). Multiple conversion
dapat meningkatkan selektifitas .
Oleh karena itu filter DSP filtering
digunakan dalam disain radio
moderen.
Classic
Addison 5
AM table radio
Circa 1940
Diagram Blok Penerima SDR
I,Q
PC or
Embedded
processor
Performs
decimation
Courtesy Pentek Software Defined Radio Handbook
• A/D terletak pada
front end R.F.
Kemudian semua
konversi dijital
menjadi sinyal
baseband – tetapi
harganya mahal
The “High Priced Spread” – Direct Digital Conversion

Analog
Downconverter
Analog
RF Signal
RF
Tuner
Digital Local
Oscillator
(DDS or
SI570)
Tayloe
Detector
Dual
flip-flop
Divide by
4
I,Q
Sound
Card
Analog
Baseband
Samples
I,Q
P.C.
Or laptop
Digital
Baseband
Samples
The “Low Priced Spread” – soundcard-based
A/D pada bagian
belakang dengan
konversi dijital
dilakukan pada
soundcard –
harganya murah
RF Front-end membangkitkan
sinyal kompleks audion baseband
(I,Q)
Antenna
Baseband I,Q
R.F.
Front End
A/D
Converter
(sound card)
and
processing
(PC) • Band dibatasi
olehRF front end.
• Biasanya dibatasi
pada jangkauan
KHz sampai
puluhan KHz
Negative
Frequencies
Zero frequency
Positive
frequencies
Bandwidth mencapai +/- 48KHz dengan soundcard yang baik
Dari RF menuju PC Sound Card
RF Front End Murah:
Detektor Tayloe yang mengagumkan
Ditemukan oleh Dan Tayloe (N7VE), Patent no. 6,230,000, May 2001.
Memiliki 4 properti yang unik:
• Rugi-rugi konversi kurang dari 1 db !!!!!!
•“Free” tracking bandpass selectivity (Q = 3,500 at 7 MHz), dengan bandwidth
yang dapat ditentukan
• Jangkau dinamik yang sangat tinggi (+30 dbm).
• Disain yang sangat kompak dan sederhana, menggunakan komponen murah
dibandingkan dengan zero IF I-Q quadrature detector yang lain

Mixer pasif konvensional membangkitkan
frekuensi jumlah dan frekuensi selisih.
Sehingga rugi-rugi idealnya paling tidak 3 db,
pada prakteknya rugi-rugi mencapai 4-6 db

Detektor Tayloe hanya membangkitkan
frekuensi selisih !!!

Disain dasar ini dapat digunakan sampai
jangkauan GHz

Dikenal sebagai Quadrature sampling Detector
(QSD)
Pembangkit SSB metoda Phasing :
Pembangkit SSB metode filter:
Sinyal Analog dan Digital
dalam domain waktu
x(t)
X(s)
x*(t)
X*(s)
x* (t )   xkT  t  kT   xt    T (t )

k 0
x(t)
x*(t)
h(t)
ZOH
Teori Pencuplikan
Kriteria Nyquist : fs > 2fh
Pemrosesan sinyal secara dijital :
x(n) = input
signal
Digital Filter
y(n) = filtered
output signal
PHASING (I/Q) METHOD
Mixer:
Sinyal USB:
Beri saya sinyal I dan Q
maka saya dapat men-demodulasi-kan apapun
AM
FM
SSB
Give me an
I, give me a
Q, and I can
demodulate
anything!!!
Fast Fourir Transform (FFT)
Beberapa contoh SDR RF Front
Ends
Flex 5000A “The Cadillac of
SDR”
www.flexradio.com
Genesis Radio G11
www.genesisradio.com.au
http://groups.yahoo.com/group/GenesisRadio/
Sample youtube video (SSB reception)
UHFSDR
GSDR screenshot
SDR tanpa PC
NUE-PSK
Digital Modem
SDR Cube Transceiver
www.nue-psk.com
Featured in
QEX Mar-Apr 2008
Base price $220
SDR2GO
kit ~$70.00
Austin QRP club
See Austin Summerfest 2010
www.sdr-cube.com
Overview slides
Complete kit $424
WEB SDR
Mode dijital menggunakan
radio konvensional
Software:
- FLDIGI, …
SSB transceiver
A (good) Sound Card
(An external USB sound card is most flexible)
A (fast) PC
PSK31, PSK63, SSTV, HD SSTV, RTTY, MFSK16,
MFSK32, MT63, Hellschreiber, Olivia, Packet,
PACTOR , Throb, Contestia, JT6M, Ham DRM,
Domino, DominoEX, DominoF, WSPR, ROS,
SITOR, SITOR-A, SITOR-B, Swedish ARQ, Clover,
CHIP, ALE, PAX, PAX-2, STANAG, HFDL, NAVTEX,
SYNOP, COQUELET, AOR, WinDRM….
Mode Dijital menggunakan SDR
Perangkat lunak SDR dapat dihubungkan dengan perangkat lunak dijital mode
menggunakan antarmuka internal (virtual) untuk menghubungkan audio IQ
dan kontrol radio secara virtual.
Virtual audio cable
Baseband I,Q
Baseband I,Q
SDR
software
package
Rocky, PowerSDR IQ, etc.
Virtual Com Port
(Control)
Third Party
software
package
(modulation,
Demodulatio
n,
Control)
Ham Radio Deluxe, FLDIGI, Digipan, etc.
THE END