Software Defined Radio (SDR)¶

SDR — технологія де традиційні апаратні компоненти радіо замінені програмним забезпеченням.

Що таке SDR¶

Традиційне радіо¶

Антена → Фільтр → Підсилювач → Детектор → Аудіо
         (апаратні компоненти, фіксовані)

SDR¶

Антена → ADC → Цифрова обробка (ПЗ) → Вихід
              (гнучко, програмується)

Переваги SDR¶

Аспект	Традиційне	SDR
Модуляція	Фіксована	Будь-яка
Частота	Обмежена	Широкий діапазон
Оновлення	Заміна апарату	Оновлення ПЗ
Аналіз	Потрібен додатковий	Вбудований
Вартість	Висока	Низька

Типи SDR¶

Тільки прийом (RX)¶

Пристрій	Частоти	Ширина	Ціна
RTL-SDR	24-1766 МГц	2.4 МГц	$20
Airspy Mini	24-1700 МГц	6 МГц	$100
Airspy R2	24-1800 МГц	10 МГц	$170
SDRplay RSP1A	1 кГц - 2 ГГц	10 МГц	$100

Прийом + Передача (TX/RX)¶

Пристрій	Частоти	Ширина	Потужність
HackRF One	1 МГц - 6 ГГц	20 МГц	10 dBm
LimeSDR Mini	10 МГц - 3.5 ГГц	30 МГц	10 dBm
ADALM-PLUTO	325 МГц - 3.8 ГГц	20 МГц	7 dBm
USRP B200	70 МГц - 6 ГГц	56 МГц	10 dBm

Застосування¶

Аналіз спектру¶

- Виявлення сигналів
- Вимірювання потужності
- Аналіз модуляції
- Пошук інтерференції

Декодування¶

- ADS-B (авіація)
- AIS (судна)
- POCSAG/FLEX (пейджери)
- DMR/P25 (цифрове радіо)
- APRS (аматорське)
- ACARS (авіація)

Дослідження¶

- Аналіз протоколів
- Реверс-інжиніринг
- Тестування обладнання
- Навчання

Передача (з ліцензією!)¶

- Аматорське радіо
- Тестування приймачів
- Лабораторні досліди

Архітектура SDR¶

Базова схема¶

        ┌─────────────────────────────────┐
        │           SDR пристрій          │
Антена  │  [LNA] → [Mixer] → [ADC/DAC]   │  USB
   ○────┤                                 ├────→ PC
        │  [Фільтри] [LO] [FPGA/DSP]     │
        └─────────────────────────────────┘

Компоненти¶

Компонент	Функція
LNA	Малошумний підсилювач
Mixer	Зміщення частоти
LO	Локальний осцилятор
ADC	Аналого-цифровий перетворювач
DAC	Цифро-аналоговий перетворювач
FPGA	Цифрова обробка

Характеристики¶

Діапазон частот — від/до
Ширина смуги — скільки МГц одночасно
Роздільна здатність — біти ADC
Динамічний діапазон — слабкі vs сильні сигнали
Фазовий шум — стабільність LO

Вибір SDR¶

Для початківців¶

RTL-SDR Blog V3: $30
- Включає антени
- Хороша документація
- Велика спільнота
- Достатньо для навчання

Для серйозної роботи¶

Airspy + SpyVerter: $250
- Відмінна чутливість
- HF покриття
- Професійна якість

Для передачі¶

HackRF One: $300
- Широкий діапазон
- TX можливість
- Відкритий проект

Для досліджень¶

USRP B200: $1500
- Висока якість
- GNU Radio підтримка
- Промисловий стандарт

Зміст розділу¶

RTL-SDR — бюджетний вхід в SDR
HackRF — хакерський SDR з TX
LimeSDR — потужний відкритий SDR
USRP — професійна платформа
Антени для SDR — підбір антен
Програмне забезпечення — SDR софт

Правові аспекти¶

Прийом¶

✓ Дозволено майже скрізь
✗ Заборонено декодувати шифрований зв'язок
✗ Заборонено використовувати отриману інформацію

Передача¶

✓ Аматорські діапазони (з ліцензією)
✓ ISM діапазони (з обмеженнями)
✗ Заборонено без ліцензії на інших частотах
✗ Заборонено імітувати інші сервіси