Desarrollo de un generador vectorial de onda arbitraria basado en radio definida por software y software libre

Abstract

El uso de generadores de señales es una necesidad primordial para los institutos de educación superior en el área de telecomunicaciones. Por otro lado, el desarrollo de la Radio Definida por Software (SDR), permite sustituir dispositivos típicamente empleados con hardware e implementarlos en software, lo que constituye una herramienta de bajo costo que permite la apertura de nuevas líneas de investigación para el desarrollo de proyectos en diversas áreas de las telecomunicaciones. Pensando en esto, se llevó a cabo un proyecto dedicado al desarrollo de un Generador Vectorial de Onda Arbitraria utilizando el transceptor de bajo costo HackRF One. Utilizando el software GNU Radio, se sintetizaron diferentes tipos de formas de onda y distintos esquemas de modulación analógicos y digitales como DSB-SC, AM, NBFM, WBFM, ASK, PSK, GMSK, GFSK, QAM, además de señales de televisión analógica (NTSC – imágenes fijas) y digital (DVB-T y DVB-S2). El prototipo admite distintos métodos de adquisición adicionales a las generadas en GNU Radio, como audio desde la tarjeta de sonido del computador, archivos, o mediante streaming utilizando software adicional. Además admite la importación de archivos de datos generados en software matemáticos como Matlab, Octave, entre otros, para sintetizar formas de señales aleatorias. Así mismo, se diseñó una interfaz gráfica que permite el control y operación del dispositivo, donde se definen distintos parámetros de operación. Cabe señalar que a pesar de que el la HackRF One puede operar en el rango entre 10MHz—6GHz, el rango de operación del prototipo en frecuencia va desde 50MHz hasta 3GHz debido a que a menores frecuencias no puede ofrecerse un grado de estabilidad confiable en potencia y el rango de los equipos de medición disponibles para la calibración del mismo llegaba hasta los 3 GHz. En cuanto a la potencia, el equipo podrá operar en distintos rangos dependiendo de la frecuencia de interés. Entre 50MHz y 2.74 GHz, el dispositivo podrá operar desde -10dBm a 0dBm. Entre 2.157GHz hasta 2.749GHz el generador puede operar entre -10dBm hasta 5dBm. Finalmente, entre 2.76GHz a 3GHz, el generador está limitado a un rango de operación de -10dBm a -5dBm. Todo esto con precisión de ±1 dBm.