+7 (812) 494-9090
Обратная связьEnglish
Главная → Продукты → Системное ПО → SDR-модем
Полезный совет
Просматривайте фото со смартфона Lumia на любом экране без лишнего копирования на флешку или ПК!Подробнее
Павел Локтев, Руководитель группы продаж
Заказать звонок Задать вопрос
Версия для печати

SDR-модем

В настоящее время существует 2 подхода, которые применяются при создании средств связи. Классический подход – весь радиотракт, включая фильтрацию, демодуляцию и генерацию сигнала, выполняется при помощи аналоговых компонентов или на специализированных микросхемах. И только управляющая и интерфейсная части реализуются на микроконтроллерах с программным управлением.


С развитием технологий (в частности скоростей работы аналого-цифровых, цифро-аналоговых преобразователей (АЦП, ЦАП) и объема программируемых логических микросхем (ПЛИС)) стал возможным перенос большей части функциональности в программную область. Такой подход называется «программно-определяемым радио» (Software Defined Radio – SDR) и является оптимальным по функциональности и затратам на данный момент.

Основными преимуществами этого подхода являются гибкость при создании алгоритмов модуляции/демодуляции, возможность динамического изменения характеристик сигнала, работа в широком спектральном диапазоне с несколькими видами модуляции одновременно, возможность внесения изменений в алгоритмы «на лету». Кроме того, данная технология использует программную обработку радиосигнала, что даёт возможность реализовать шифрованные каналы связи с различным уровнем защищенности и применить методы динамической маршрутизации цифровых пакетов данных (MESH-технологии), что существенно увеличивает дальность и надежность радиосвязи.


Преимущества использования SDR

Преимущества использования SDR - Универсальность  Универсальность
Возможность сопряжения с существующими средствами связи.
Преимущества использования SDR - Гибкость Гибкость и помехозащищенность
Динамические изменения характеристик сигнала, изменяемые алгоритмы ухода от помех.

Преимущества использования SDR - Расширяемая архитектура Расширяемая архитектура
Возможность простого внедрения собственных алгоритмов и протоколов связи.
Преимущества испрользования SDR - Ячеистая топология сети Ячеистая топология сети
Динамическая маршрутизация данных через всех участников.

Преимущества использования SDR - Использование однотипных устройств Использование однотипных устройств
Один и тот же модем может быть использован для различных целей. Функционал определяется программным обеспечением.
Преимущества испрользования SDR - Удобство Удобство
Размер, энергопотребление.


С целью исследования технологии SDR в компании АстроСофт в ноябре 2015 года было принято решение о создании прототипа УКВ-модема. Основной отличительной чертой этого прототипа является его высокая помехоустойчивость, которая реализуется благодаря использованию технологий SDR (Software Defined Radio).

Используя технологию SDR, модем постоянно анализирует состояние среды передачи (эфир) и инициирует передачу, во-первых, на частоте, находящейся в самом незашумлённом диапазоне частот, во-вторых, меняет частоту передачи, если на данной частоте появляется помеха. На данном этапе компанией АстроСофт разработан программно-аппаратный прототип полнодуплексного модема (рис.1), позволяющего связывать 2 или более устройства в условиях динамически изменяющихся условий радиоэфира путем подключения конечного устройства через различные интерфейсы.


Прототип обладает следующими характеристиками:

  • Технические характеристики:
    • автоматический поиск сигнала реципиента в полосе пропускания 2 МГц;
    • перестройка собственной частоты передачи при ухудшении качества связи;
    • скорость передачи данных до 1 Mbit (4GFSK модуляция);
    • ширина канала передачи 20 – 300 КГц;
    • энергопотребление 400 – 500 мА;
    • время автономной работы до 3х часов в режиме постоянной передачи;

  • Интерфейсы:
    • ethernet интерфейс для подключения переносного или стационарного компьютера;
    • wi-fi интерфейс для подключения как компьютера, так и мобильного телефона;
    • bluetooth интерфейс для подключения мобильного телефона или гарнитуры.

  • Состав:
    • широкополосный SDR-приемник;
    • перепрограммируемый FSK/GFSK передатчик;
    • raspberry-Pi3 как базовая платформа для отработки алгоритмов;
    • программная реализация алгоритмов на базе Embedded Linux.

  • Функциональность:
    • дуплексная текстовая связь между двумя объектами*;
    • передача файлов между двумя объектами*;
    • дуплексная голосовая связь между двумя объектами*;
    • дуплексная видео связь между двумя объектами*;

* ведутся работы по расширению возможностей режима связи до релейной, при которой множество таких устройств образуют сеть с динамической маршрутизацией пакетов (MESH-сеть), тем самым увеличивая дальность и надежность связи.

Текущая версия SDR-модемаПлатформа

  • Raspberry Pi 3
  • RTL2832P + R820P
  • 1x I4463 (полудуплекс)
  • Внутренний аккумулятор
  • Дисплей

Характеристики
  • H.264 encoding
  • Время активной работы на передачу: 2.5 – 3 часа

Внешние устройства
  • Проводная гарнитура
  • Камера
  • Смартфон (WiFi/Bluetooth)

Рис.1. Сегодняшняя версия SDR-модема


Для демонстрации возможностей прототипа разработано приложение для мобильного телефона под управлением операционной системы Android, которое позволяет подключаться к модему по протоколу Wi-Fi или Bluetooth (рис.2). Данное приложение позволяет вести текстовый чат и дуплексную голосовую или видеосвязь, схожую по функционалу со Skype. Так же данное приложение позволяет узнать расстояние между собеседниками, текущие GPS-координаты собеседника и его положение на карте местности.


Использование SDR-модема в экипировке сотрудников позволит:

  • осуществлять надежную и помехозащищенную цифровую аудио-видео связь в отсутствии сотовых сетей;
  • использовать привычные средства связи (смартфон, гарнитура);
  • обеспечить совместимость с существующими средствами связи различных служб за счет использования SDR-технологий;
  • гарантировать безопасность связи при помощи программного кодирования информации.

Приложение для смартфона

Рис.2. Приложение для смартфона

Показать меню© АстроСофт
Мы в Facebook Мы в Linkedin Мы Вконтакте Мы в YouTube Наш RSS