Radio Cognitiva

Software Defined Radio: USRP y GNU Radio

Capítulo 5. DISEÑOS EN GNU RADIO COMPANION
En este capítulo se mostrarán un conjunto de módulos creados con la herramienta GNU
Radio Companion basados, en su mayoría, en el USRP. En primer lugar se explicará el diseño de
un analizador de espectros y seguidamente de un sistema FM tanto transmi sor como receptor.
Tras esto se pasará a la realizaciónde esquemas de modulación digitales y alguna otra
implementación.
Para la puesta en práctica de sistemas completos que consten de transmisor y receptor, se han
utilizado los siguientes equipos:
-

-

2 equipos portátiles con sistema operativo Ubuntu 9.04 en uno y Ubuntu 10.10 en
otro (de ahí la pequeña diferencia en la interfaz gráfica de al ejecutar los diseños
como se veráposteriormente).
2 USRP en cuyo interior se aloja una tarjeta transceptora RFX -2400 en cada uno
para la conexión de los sistemas digitales y una tarjeta WBX en uno y TVRX (que
es sólo receptora) en otro para la comunicación vía FM.

La disposición de los equipos durante las pruebas experimentales se puede apreciar en la
Figura 5-1 y las daughterboards utilizadas en la Figura 5-2.

Figura 5-1Disposición de los equipos durante las pruebas

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Iván Pinar Domínguez

Figura 5-2 Tarjetas secundarias: WBX y RFX2400 (izquierda) y TVRX y RFX2400 (derecha)

5.1 Analizador de espectros
En este primer diseño se llevará a cabo la construcción de un analizador de espectros. La
elaboración de este módulo es bien sencilla, basta con añadir al esquemático una fuente USRP y
conectarla al sumiderográfico FFT con la consiguiente configuración que se explicará a
continuación.
Se ha realizado el analizador de espectros adecuado a la tarjeta receptora TVRX, cuyo rango
de frecuencias es de 50 a 860 MHz. Para realizar el diseño con otra tarjeta simplemente se debe
ajustar en el esquemático la variable que define la frecuencia de la fuente USRP. El esquemático
implementado aparece en laFigura 5-3.

Figura 5-3 Esquemático del analizador de espectros en GNU Radio Companion

A continuación se irá explicando cada uno de los elementos que aparecen en el diagrama de
la Figura 5-3 en una serie de pasos:
PASO 1) Definición de la fuente: En este caso, la señal será la que proporcione el USRP a
través de la interfaz USB. La configuración de este bloque se muestra en la siguiente figura:31

Software Defined Radio: USRP y GNU Radio

Figura 5-4 Propiedades de la fuente USRP
Como se aprecia, la fuente USRP es de tipo complejo a 16 bits por cada componente
compleja (es decir, 4 bytes por muestra). El factor de diezmado se elegirá en función del ancho
de banda que se quiera visualizar. Si por ejemplo se requiere un ancho de 2 MHz, se necesitará
un factor de diezmado de32, de esta manera la tasa de muestras es 64 M S/s/32 = 2 MS/s y la
representación al tratarse de muestras complejas va desde –fs/2 hasta fs/2 centrada en la
frecuencia sintonizada, donde fs es la tasa de muestras, es decir, 2 MHz. A continuación se
muestra una tabla con los valores de anchos de banda y diezmados asociados (BW = 64 MS/s /
diezmado):
Ancho de banda

Factor de diezmado

320KHz

200

640 KHz

100

1 MHz

64

2 MHz

32

4 MHz

16

8 MHz

8

Tabla 5-1 Relación entre ancho de banda y factor de diezmado
Para seleccionar la frecuencia, se indicará el identificador freq que corresponde a una
Variable Slidder que se explicará posteriormente. Igualmente ocurre con la ganancia. Por último
se elige el lado o Side en el que se encuentra la tarjetasecundaria (o daughterboard) en el USRP,
en este caso el lado B y receptor de antena A (es indiferente en este diseño porque la tarjeta
TVRX sólo tiene una conexión de antena). Se recuerda en este punto que el USRP admite una o
dos tarjetas secundarias (lado A y lado B) y cada una de estas tarjetas puede ser transmisor,
receptor o transceptor (TRX). En caso de que sea TRX, lo común es que tenga...