Software Defined Radio

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Als "Software Defined Radio" (SDR) bezeichnet man Sender und Empfänger, bei denen ein wesentlicher Teil der Signalverarbeitung digital erfolgt.

Inhaltsverzeichnis

SDR-Ansätze

SDR-Technik lässt sich auf mehreren Wegen verwirklichen:

  • Schon recht weit verbreitet ist die digitale Verarbeitung auf der letzten Zwischenfrequenz. Die zu verarbeitende Frequenz ist dabei niedrig (455 kHz oder niedriger) und die Bandbreite beträgt nur noch wenige kHz. Die Digitalverarbeitung übernimmt Bandbreitenbegrenzung, Demodulation und z.B. die Verstärkungsregelung des Empfängers. Diese Lösung lässt sich preiswerter verwirklichen als eine Filterbank mit mehreren Quarzfiltern.
  • Im Stil eines Direktmischer-Empfängers wird das Eingangssignal auf eine Zwischenfrequenz nahe 0 herunter gemischt und z.B. in die Soundkarte eines PCs eingespeist. Dieses Empfängerkonzept benutzt die Phasenmethode, um unerwünschte Seitenbänder zu unterdrücken. Dazu enthalten diese Empfänger zwei Mischer, deren VFO-Signale um 90° gegeneinander verschoben sind. Die Ausgänge beider Mischer werden dann parallel in die Stereoeingänge der Soundkarte eingespeist. Diese beiden Kanäle werden mit "I" und "Q" benannt und gemeinsam als "Quadraturkanäle".
  • Einige SDR-Ansätze variieren den Direktmischer-Ansatz mit eingebauter, besonders leistungsfähiger "Soundkarte". Das erhöht Bandbreite und Dynamikbereich, etwa durch 196 kHz Abtastfrequenz und 24 bit Auflösung der AD-Umsetzer.
  • Der leistungsfähigste Ansatz digitalisiert direkt das Eingangssignal, ggf. nach Vorverstärker und Vorselektion. Dieser Ansatz ist recht teuer, weil er sehr schnelle AD-Umsetzer benötigt und die nachfolgende digitale Signalverarbeitung nur mit speziellen, sehr schnellen Prozessoren auf der Basis von FPGAs möglich ist. Als Beispielplattform ist der USRP2 vergleichsweise weit verbreitet.

Im Sendeweg wird zunächst das Mikrofonsignal digitalisiert bzw. bei digitalen Betriebsarten das zu übertragende Signal digital erzeugt. Die weitere Signalaufbereitung kann wieder komplett digital erfolgen oder auf dem Umweg über die Phasenmethode und zwei Mischern auf die Endfrequenz.

Möglichkeiten von SDR

Die digitale Signalverarbeitung eröffnet Möglichkeiten, die im Analogbereich häufig nicht oder nur unter speziellen Randbedingungen zu verwirklichen sind. So lassen sich Filterbandbreiten kontinuierlich verändern und auch Filtercharakteristiken erzeugen, die im Zeitbereich definiert sind. Das ermöglicht beispielsweise viel schmalere CW-Filter, die nicht "klingeln". Es gibt z.B. auch Ansätze, durch Analyse des empfangenen Signals die ursprüngliche Trägerfrequenz zu bestimmen und so z.B. die automatische Feinabstimmung eines SSB-Signals zu verwirklichen.

Speziell digitale Modulationsarten sind gegen Laufzeitverzerrungen empfindlich, d.h. die verschiedenen Spektralanteile des HF-Signals dürfen nicht gegeneinander verzögert werden. Solche Anforderungen lassen sich mit digitalen Filtern bedeutend leichter erfüllen als mit Filtern, die resonante Elemente enthalten. Zudem lassen sich Filterfunktionen und die Erzeugung oder Demodulation des Signals beliebig miteinander verschränken.

Ein SDR-Empfänger verarbeitet grundsätzlich ein ganzes Frequenzband, nicht nur einen einzelnen Empfangskanal. Das eröffnet eine ganze Menge Möglichkeiten, vom Aufzeichnen eines kompletten Contests bis zum Panoramaempfänger, der Pile-Ups irgendwo auf dem Band sofort sichtbar macht. Auch können mehrere Nutzer einen SDR-Empfänger parallel benutzen - jeder auf seiner eigenen Frequenz und mit seinen eigenen Empfangsparametern.

SDR Hardware Varianten

Fifi-SDR RX

FA-SDR TRX Direktmischer-Prinzip

Harzburg

DVB-T Stick als SDR:

FUNcube Dongle

LIMA-SDR

Softrock40-Transceiver [1]

SDR Software

HDSDR

WINrad

PowerSDR

PowerSDR-sr40 von PE1NNZ

Rocky kleines Programm zum Testen der SDRs

SDR-Radio

GNURadio

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