Software Defined Radio SDR auf Spartan 3E Board

Das ist ein anspruchsvolles Projekt. Habt Ihr mal beim GNU Radio Projekt 
nachgesehen:

http://www.gnu.org/software/gnuradio/

Da steht das an DRM gearbeitet wird und vielleicht hilft die Hardware 
(A/D Karten) auch.

@tom

Sorry, ich kannte dein Board nicht genau und wusste nicht das es schon 
A/D und D/A Wandler hat. Ich dachte daran von GNU radio die Wandler zu 
nutzen.

> Ich habe gerade gelesen, dass FM bzw. UKW-Empfang mit einem SDR auch
> möglich sein soll, stimmt das? Das wäre dann für den Einstieg sicher
> einfacher als gleich mit DRM zu starten?

Auf jeden Fall einfacher. Schau dir mal den folgenden Link an:

http://andraka.com/shortwave.htm

Da hat einer einen Kurzwellenempfänger in einen Spartan II gebaut.

Das interessante daran ist natürlich, dass du erst mal den Empfänger für 
dein DRM hast ;)

Aber mal eine Frage um zu verstehen was du genau machen willst. Unter 
den Begriff SDR verstehe ich eine Software die auf einen Prozessor 
läuft. Ist das was du dir vorstellst mit dem FPGA oder möchtest du den 
Empfänger direkt in VHDL implementieren?

So einfach der Empfänger von Andraka aussieht, ich sehe trotzdem einigen 
Aufwand für die Implementierung, außer du hast genug Ressourcen und 
machst das in floating-point.

Normalerweise wird das in fixed-point Notation gemacht und da musst du 
einigen Aufwand rein stecken um Überläufe zu vermeiden, bzw. zu 
entscheiden wann du zurückskalieren kannst ohne die Qualität des 
Algorithmus zu beeinträchtigen.

Hi Tom,

ja so etwa habe ich auch vor. Es ist aber ein sehr umfangreiches 
Projekt. Aber man hat danach viele Themengebiete der digitalen 
Signalverarbeitung angeschnitten und seinen Horizont erweitert.

Ein SDR setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen, FIR, CIC 
Filter, NCO, Mixer, Demodulatoren und und und.

Es gibt im Interent (Xilinx ???) irgendwo ein PDF, welches den Entwurf 
eines SDR anhand von Core-Generator Modulen erläutert. Man könnte die 
einzelnen Module von Hand programmieren um einen wirklichen Einblick in 
der digitalen Signalverabeitung zu bekommen. Es reicht alles in 
fixed-point zu kodieren.

Nachdem du ein Konzept darüber erstellt was genau du haben möchtest, 
könnte man mit dem "digitalen Front-End" beginnen. d.h. einen digitalen 
Mischer (Multiplizierer, NCO) mit anschließender sample-rate Reduzierung 
(durch CIC und oder FIR-Filter).
Damit ist man erst mal beschäftigt. Danach hat man eine gute Basis 
verschiedene Demodulierungsverfahren zu implementieren.

Viel Spass
Stefan

Hi,

hier gibt es einiges zu lesen:

http://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp1018.pdf

Stefan

Hallo Tom,

ich besitze auch das Spartan 3E Board, daneben benutze ich noch ein 
Altera DE1 mit dem CyclonII.

Jedoch will ich nicht das komplette SDR selbst kodieren. Ich werde den 
AD6620 von Analog verwenden. Dies ist ein digital down converter (DDC). 
Es brauchen nur noch ein paar Parameter übertragen werden und fertig ist 
das "digitale Front end". Dazu kommt noch ein schneller ADC mit etwa 
50MHz.

Trotzdem brauche ich auf dem FPGA noch viele Blöcke (FIR, NCO) für die 
weitere Verarbeitung der I/Q-Daten vom AD6620. Im Grunde läuft es bei 
mir auf einen Amplituden und Phasendemodulator hinaus.

Für den Anfang rate ich dir (aus Erfahrung ;-) fange erstmal mit einem 
FIR-Filter oder einen NCO an. Dies sind grundlegende Blöcke im SDR 
Design. Vielleicht noch eine Datenanbindung zum PC. Darauf kannst du 
super aufbauen!

Stefan

Hallo Tom

Ich hab hier auch ein "Spartan 3E Starter Board" rumliegen und hab mir 
auch schon Gedanken gemacht, damit einen SDR Empfänger zu bauen, ähnlich 
den USRP von "GNU Radio".
Übrigens gibt es dort Pläne, im Nachfolger von USRP, dem USRP2, auch 
einen Spartan FPGA zu verwenden und die Schnittstelle zum PC über 
Ethernet zu machen.

Zum Einstieg in SDR hab ich mir jetzt erst mal den ElektorSDR Empfänger 
gekauft.
Der funktioniert gut, aber Ziel des Spartan Projekts wäre, nicht über 
die Soundkarte zu gehen, sondern mit dem ADC auf dem Xilinx Board eine 
höhere Abtastrate und damit Bandbreite zu erreichen, und dann mit 
möglichst hoher Abtastrate in den PC zu gehen, und möglichst viel in 
Software zu rechnen. Natürlich kann man auch, wenn es damit 
Geschwindigkeits-Probleme gibt, einen DDC im FPGA programmieren.

Bzgl HF-Teil hab ich an einen TV-Tuner gedacht. Damit kann man 
Frequenzen von etwa 40 MHz bis ca 800 MHz runtermischen. Viele TV-Tuner 
haben ein I2C Interface und können damit digital angesteuert werden. 
TV-Tuner haben überlicherweise eine Bandbreite von ca 6 MHz.

Falls du in der Richtung etwas entwickelst, würde mich das sehr 
interessieren.
Ich selbst werde aber wahrscheinlich aus Zeit-Gründen nicht dazu kommen. 
Wahrscheinlich spar ich dann doch auf ein USRP Board.

Hier mal die technischen Daten zum "Spartan 3E Starter Board":
  * LTC1407A-1 dual ADC: 3Msps, 14 bit
  * LTC2624 Quad DAC
  * Spartan 3E XC3S500E-4FG320C
  * Ethernet 10/100 Phy

Viele Grüße
Chris

GNU Radio USRP:
<http://article.gmane.org/gmane.comp.gnu.radio.general/12329/match=usrp2>;
USRP Hersteller:
<http://www.ettus.com/>;
Info zum USRP2:
<http://article.gmane.org/gmane.comp.gnu.radio.general/12329/match=usrp2>;

Elektor SDR:
<http://b-kainka.de/sdrusb.html>;

Spartan 3E Starter Board:
<http://www.xilinx.com/products/devkits/HW-SPAR3E-SK-US-G.htm>;
<http://www.xilinx.com/support/documentation/boards_and_kits/ug230.pdf>;
ADC auf dem Starter Board:
<http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1155,C1001,C1150,P2484,D2198>;

Das Spartan 3E Starter Board kann man privat am einfachsten bei 
Trenz-Electronic kaufen. 135 Euro.
<http://shop.trenz-electronic.de/catalog/product_info.php?products_id=92>;

Hier gibts ein SDR mit 14Bit 80MS/s ADC (LTC2206) und Spartan XC3S250E 
zu kaufen:
http://www.ssb.de/amateur/products/perseus/perseus.shtml
Wird auch im Dezemberheft des "Funkamateur" besprochen.