Новое поколение SDR оборудования

[sergsero]

Начнем с Ettus Research™

Компания Ettus Research™, с 2010 года ставшая подразделением National Instruments, представила новые изделия лета 2013 года: USRP B200 и B210.


Это первые в ее SDR-портфеле полностью интегрированные одноплатные Universal Software Radio Peripheral (USRP) платформы с непрерывным диапазон частот от 70 МГц до 6 ГГц. Ранее все изделия создавались по типу "mother/daughter board" - базовой материнской платы и сменных дочерних плат к ней для разных целей и диапазонов частот.

Основные общие характеристики новых плат: диапазон частот: 70 МГц – 6 ГГц, разрядность АЦП/ЦАП: 12 бит, частота дискретизации: до ~61 МГц, интерфейс с компьютером: USB 3.0. Платы совместимы с GNU Radio, языками C и Python.
Отличия: у B200 - одна пара ПРМ/ПРД в полу или полно дуплексном режиме. У B210 - таких пары две. Для выполнения обработки сигнала имеется FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) Xilinx Spartan 6 XC6S, у B200 - LX75 c 75 тыс. логических вентилей, у B210 - LX150 cо 150 тыс.

Чтобы оценить эти значения, можно их сравнить, например, с аналогичными у донгла RTL2832. Диапазон частот определяется применяемым приемником. У донгла с приемником Rafael Micro R820T он: 24 МГц - 1.766 ГГц. У Ettus - приемопередатчик (transceiver) AD9361 от Analog Devices, Inc. с регулируемой полосой пропускания 200 кГц - 56 МГц.


Но наиболее существенное отличие в разрядности АЦП/ЦАП. Во первых, в RTL-донгле только приемник и, поэтому, у него есть лишь АЦП 8 бит. У B2x0 - приемопередатчик и АЦП/ЦАП 12 бит, а, как известно, добавление одного бита фактически удваивает точность (верность) оцифровки аналогового сигнала. Для передатчика наоборот - точность воссоздания из "цифры" отправляемого в антенну аналогового. То есть платы от Ettus теоретически эффективнее в ~16 раз.

Другим существенным отличием стала частота дискретизации (sample rate) - частота взятия отсчетов непрерывного во времени сигнала при его оцифровке. У RTL она до 3.2 МГц (MSpS), но реально работающая - 2.4 МГц. При приеме ответных Mode-S сигналов "вниз" используют обычно ровно 2.0 МГц или 500нс, поскольку это как раз равно длительности импульса бита в сигнале. У B200/B210 частота дискретизации может достигать 61.44 МГц. Ширина полосы при этом ниже, до 56 МГц при одноканальном полудуплексе и до 30.72 МГц на канал для полного дуплекса.

И, наконец, третье - интерфейс связи с компьютером USB 3.0, способный передавать до 5 Гбит/с против 480 Мбит/с у RTL USB 2.0. Пропускная способность соединения с компьютером фактически и определяет (ограничивает сверху) объем трафика, который можно реально "прокачивать" в компьютер и анализировать в SDR обработке. Хотя добиться столь значительных скоростей передачи можно только при особых условиях, когда, например, никакое другое устройство не конкурирует за данную USB-шину и т.п. Контроллер USB - Cypress EZ-USB® FX3™ с ядром ARM926EJ-S™.

Для желающих детальнее рассмотреть подробности PCB платы B210:

[yurakm]

Каталожные цены: U$650 за устройство попроще, $1100 за более мощное.

[nakos]

Они в РФ не продают. А тут белые посредники с наценкой 70%.
Частота 61 МГц - значит ли это, что можно одновременно принимать 1030 и 1090 МГц?

[sergsero]

О существующих программных решениях SDR multicarrier не для GSM приема у Ettus мне не известно.
Для GSM можно привести пример multicarrier приема, когда частота дискретизации АЦП установлена в 61.44 МГц. Это дает полосу Найквиста (Котельникова) 30.72 МГц. При ширине каждого GSM-канала в 1.25 МГц, число возможных одновременных каналов составляет около 24.5. На практике, учитывая потребность запаса на полосы перехода сглаживающих фильтров, типичная пропускная способность составляет одну треть частоты дискретизации. Таким образом, доступная полоса пропускания будет ~20.5 МГц, что составляет около 16 каналов по 1.25 МГц.

[sergsero]

Другой представитель программно-определяемых радиосистем - разработка Майкла Оссмана (Michael Ossmann) HackRF от Great Scott Gadgets:



Автор хорошо известен в хакерских кругах, как создатель ряда открытых аппаратных решений, в том числе, Ubertooth - первой доступной по цене платформы для экспериментов с Bluetooth. Возможно и это помогло проекту за 35-дневный период сбора средств на Kickstarter получить в семь раз превосходящую желаемую сумму финансирования для запуска в производство. Как планируется, серийные образцы можно ожидать в январе 2014 г.

HackRF - интегрированная одноплатная SDR-платформа с непрерывным диапазон частот от 30 МГц до 6 ГГц, разрядностью АЦП/ЦАП: 8 бит, частотой дискретизации до 20 МГц и полудуплексным режимом работы. Интерфейс с компьютером: USB 2.0. Для пользовательской логики плата, вместо FPGA, содержит CPLD (Complex Programmable Logic Device) — реконфигурируемый чип и управляющий двухъядерный ARM-контроллер LPC43XX от NXP Semiconductors. Хотя последние CPLD у Альтеры фактически - те же FPGA, но с уменьшенным в количеством логических элементов и с EEPROM на борту.

Разработка цифровых устройств на программируемых логических интегральных схемах CPLD практически не отличается от разработки обычных цифровых устройств. Не требуется разбираться в особенностях внутренней структуры микросхемы или проектировать матрицу межсоединений. Производители ПЛИС предоставляют пакет САПР, например, Quartus II от фирмы Alterra, в составе которого можно вести разработку цифрового устройства в виде обычных схем в схемном редакторе. А затем транслировать эту схему в файл коммутаций внутренней матрицы межсоединений CPLD. Далее этот файл загружается в ПЗУ микросхемы CPLD и микросхема превращается в разработанное цифровое устройство, фактически - в заказную СБИС.

Для отладки и аварийной перепрошивки предусмотрен разведенный JTAG. Имеются различные интерфейсы для взаимодействия со вспомогательной периферией, что позволяет создать standalone-устройство под конкретные задачи.


Микроконтроллер HackRF работает на частоте 204 МГц. Имеет ARM ядро M4 и сопроцессор M0. Содержит 64кБ загрузчик из ПЗУ и 264 кБ SRAM. Отвечает за отправку и получение данных по каналу USB, а также управляет работой всех радиокомпонентов на плате. Выбор реализовать логику на микроконтроллере, а не на FPGA позволяет вносить оперативные изменения с помощью Си, не связываясь с HDL (язык описания аппаратных средств). Преимущество FPGA в том, что обработка может выполняться параллельно, а не последовательно. Недостатком - FPGA часто медленнее, чем микроконтроллер.

Плата хорошо стыкуется с UP-конвертором Ham It Up, позволяющим расширить принимаемый диапазон вниз до 300 кГц. При этом поддерживаются оба режима: RX и TX в полосе 300 кГц - 30 МГц.


Заявленная ориентировочная розничная цена ~ $300.

[sergsero]

Таблица сравнения основных параметров SDR плат:

[WindyCitySDR]

Hello All,


Они производятся сейчас в Чикаго WindyCitySDR:

https://scontent-a-lga.xx.fbcdn.net/...10868817_n.jpg

https://scontent-a-lga.xx.fbcdn.net/...29134156_n.jpg

Аппаратные компоненты:

FPGA Altera Cyclone 12K

Cypress FX2 USB

*** Quad 12-разрядный АЦП 64 МГц

*** (По заказу Предполагаемое Свободна: 2013-10-03)

Quad 14-разрядный ЦАП 128 МГц

Фильтры нижних частот 50 МГц для каждого канала в полосе частот

Два 400 МГц до 4.4GHz квадратурных модуляторов с высоким разрешением настройки 1 Гц

Два 400 МГц до 4.4GHz Квадратурная демодуляторы с высоким разрешением настройки 1 Гц

МШУ, усилители мощности и attenuaors

Чувствительность приемника:-115dBm до 3,8 ГГц и-95dBm до 4.4GHz

MAX Выходная мощность: 17dBm до 25 дБ с управления питанием

Чувствительность приемника:-115dBm до 3,8 ГГц и-95dBm до 4.4GHz

Шума приемника: 6-8 дБ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

AndroidSDRv1001 является LiveDVD / USB изображения в поддержку этого SDR конфигурации устройства без кошмаров и при подключении к соответствующим оборудованием SDR, позволяет создание "Software Defined Radio Networks мобильный телефон GSM", например.

Это включает в себя Android 0.1.1 Сборка Студия 130,687321 окружающей среды, а также содержит:

Asterisk 1.8 Asterisk custom communications - PBX, VoIP gateways, IVRs and more...

GCC 4.6.3 gcc.gnu.org /

GNU Radio 3.4.2 + GRC ?????????? ? ??????????? ??????? ?? 75 ?????? ? ?????

Java 1.7.0_21 java.com: Java + You

OpenBTS 2,8 OpenBTS

Ubuntu 12.04 LTS 32-разрядный Ubuntu 12.04.3 LTS (Precise Pangolin)

Предварительно настроен для работы с голосом Google: просто добавьте ваш Google Voice адрес электронной почты и пароль. https://www.google.com/voice

Вы должны быть в состоянии загрузиться с LiveDVD / USB изображение и создать SDR сети GSM в 10 минутах ходьбы чисто.

*** UHD водитель должен быть реализован, чтобы получить версий GNU Radio 3.4.2 через 3,7 приложениям функции ****
Apparatnyye komponenty :

FPGA Altera Cyclone 12K

Cypress FX2 USB

*** Quad 12-razryadnyy ATSP 64 MGts

*** (Po zakazu Predpolagayemoye Svobodna : 2013-10-03 )

Quad 14-razryadnyy TSAP 128 MGts

Fil'try nizhnikh chastot 50 MGts dlya kazhdogo kanala v polose chastot

Dva 400 MGts do 4.4GHz kvadraturnykh modulyatorov s vysokim razresheniyem nastroyki 1 Gts

Dva 400 MGts do 4.4GHz Kvadraturnaya demodulyatory s vysokim razresheniyem nastroyki 1 Gts

MSHU , usiliteli moshchnosti i attenuaors

Chuvstvitel'nost' priyemnika : - 115dBm do 3,8 GGts i - 95dBm do 4.4GHz

MAX Vykhodnaya moshchnost' : 17dBm do 25 dB s upravleniya pitaniyem

Chuvstvitel'nost' priyemnika : - 115dBm do 3,8 GGts i - 95dBm do 4.4GHz

Shuma priyemnika : 6-8 dB
PROGRAMMNOYe OBESPECHENIYe

AndroidSDRv1001 yavlyayetsya LiveDVD / USB izobrazheniya v podderzhku etogo SDR konfiguratsii ustroystva bez koshmarov i pri podklyuchenii k sootvetstvuyushchim oborudovaniyem SDR , pozvolyayet sozdaniye " Software Defined Radio Networks mobil'nyy telefon GSM " , naprimer.

Eto vklyuchayet v sebya Android 0.1.1 Sborka Studiya 130,687321 okruzhayushchey sredy , a takzhe soderzhit :

Asterisk 1.8 Asterisk custom communications - PBX, VoIP gateways, IVRs and more...

GCC 4.6.3 gcc.gnu.org /

GNU Radio 3.4.2 + GRC ?????????? ? ??????????? ??????? ?? 75 ?????? ? ?????

Java 1.7.0_21 java.com: Java + You

OpenBTS 2,8 OpenBTS

Ubuntu 12.04 LTS 32-razryadnyy Ubuntu 12.04.3 LTS (Precise Pangolin)

Predvaritel'no nastroyen dlya raboty s golosom Google : prosto dobav'te vash Google Voice adres elektronnoy pochty i parol' . https://www.google.com/voice

Vy dolzhny byt' v sostoyanii zagruzit'sya s LiveDVD / USB izobrazheniye i sozdat'SDR seti GSM v 10 minutakh khod'by chisto.

*** UHD voditel' dolzhen byt' realizovan , chtoby poluchit' versiy GNU Radio 3.4.2 cherez 3,7 prilozheniyam funktsii ****

Как же вы, ребята, не делают никаких упоминаний о UmTRX производства Fairwaves из России?

UmSITE
https://fairwaves.ru/wp/wp-content/u..._RM364x216.png

UmTRX
https://fairwaves.ru/wp/wp-content/u...TRX300x200.png

У меня есть UmTRX тоже!

[sergsero]

WindyCitySDR, благодарю вас за информацию об изделии WindyCitySDR.
Что касается UmTRX от Fairwaves и других новинок 2013 года, как Myriad-RF, A2300 и т.д. - то их обзор сейчас готовится и будет здесь опубликован позднее.

[sergsero]

WindyCitySDR,
What could you say about the UmTRX from Fairwaves? Have you used it for openBTS or as wide-band SDR transceiver with other applications as well? Could you compare it to Ettus N2x0?

[WindyCitySDR]

[QUOTE = sergsero; 18384] WindyCitySDR ,
Что бы вы могли сказать о UmTRX от Fairwaves? [/QUOTE]

Я купил одну

Вы использовали его для OpenBTS или широкополосный SDR трансивер с другими приложениями, а?

Пока нет, но это то, что он был разработан для: OpenBTS и "Другие приложения".
Он даже работает с Osmocom

Не могли бы вы сравнить его с Ettus N2x0?

Он имеет более стабильные часы и приложений Fairwaves запланировал это делает его весьма привлекательным.

У них есть свои собственные UHD драйвер, который я считаю * должны * разрешить Ettus USRP приложения для работы с UmTRX Fairwaves.

Sergsero, я не сомневаюсь, русских.