Yazılım Tanımlı Radyo
YAZILIM TANIMLI RADYO (SOFTWARE DEFINED RADIO) HAKKINDA
Yazılım Tanımlı Radyo yada bilinen ismiyle “Software Defined Radio” teknolojisi yavaş yavaş bildiğimiz, klasik anlamdaki radyo cihazlarının yerini almaya başlıyor. DSP teknolojilerinin gelişimiyle birlikte düşen maliyetler de göz önüne alınınca önceleri yalnızca askeri alanlarda kullanılan bu teknoloji artık herkesin cebine, evine, iş yerine girmeye başladı. Cep telefonlarımızı, evlerimizde, ofislerimizde internete bağlanmak üzere kullandığımız kablosuz ağ cihazlarını (Wi-Fi) Yazılım Tanımlı Radyo (SDR) teknolojisine borçluyuz.
Yazılım Tanımlı Radyo isminden de anlaşılabileceği gibi radyo sinyalini işlemek için dirençler, kondansatörler, geri besleme devreleri kullanmak yerine, yazılım kullanarak radyo fonksiyonlarının önemli bir kısmını yerine getiren bir radyo teknolojisidir ve sinyallerin gerek modülasyon gerekse demodülasyonu işlemleri için yazılım kullanan radyo iletişim sistemi olarak tanımlanmaktadır [1]. Bu teknoloji kullanılırken yazılımı işlemek amacıyla pc gibi genel amaçlı bir bilgisayar sistemi veya bu iş için özel olarak yapılmış ve yeniden programlanabilen özel işlemciler (ASIC –tasarımcıların bir yap boz gibi birleştirip ayırabildikleri küçük çekirdek blokları.) kullanılabilmektedir [1,2] . Yazılım Tanımlı Radyo teknolojisinin en temel amacı ; günümüzde ihtiyaç duyulabilen ve çeşitli amaçlar için kullanılan yeni radyo sinyal formlarını herhangi bir donanım değişikliği ve yüksek maliyetlere maruz kalmaksızın yalnızca yazılım değişikliklerine gidilerek kullanabilen radyo üretmektir. Yazılım tanımlı radyo düşüncesi yeniden yapılandırılabilen ve programlanabilen radyo şeklinde ilk olarak 1991 yılında Joe Mitola tarafından ortaya atılmıştır [5].
Yazılım Tanımlı Radyonun Avantajları
- Yazılım tanımlı radyo her şeyden önce esnek (flexible) bir teknolojidir; Örneğin FM modülasyonu yapabilen bir radyo cihazının yalnızca yazılımını değiştirerek kolayca AM yada SSB Modülasyonunu çalıştırabilecek bir hale getireniliriz. Böyle bir değişikliği klasik radyo sistemlerinde bu kadar kolay bir şekilde yapmayı ancak hayal edebiliriz. : )
- Ucuz maliyetlidir; Klasik anlamda RF dizaynı düşünüldüğünde devrelerin karışıklığı ve gerçekten güvenilir, doğru çalışabilen devrelerin üretilmesi ciddi bir problemdir ve maliyeti artırıcı bir unsurdur. SDR sistemlerinde ise DSP (Digital Signal Processing), FPGA (Field Programmable Gate-Array), GPP (General Purpose Processor ) gibi teknolojiler kullanılarak, bu maliyetler ve seri üretim aşamasında hata payı düşürülebilmektedir.
- Yine kullanılan teknoloji nedeniyle kullanılan komponent listesi azalmaktadır. Bu sayede radyonun front-end katı için gereken komponentlerin sayısı düşmekte,maliyetler azalmakta ve azalan aktif pasif eleman sayısı cihazların ömrünü de uzatmaktadır.
Basit Bir Yazılım Tanımlı Radyo Sistemi
Yukarıda SDR sistemlerinden bahsederken işin önemli bir kısmının yazılım tarafından gerçeleştirildiğinden bahsetmiştik, bu sistemlerin donanım tarafı ise şekil 1’de görüleceği üzere, tipik olarak RF sinyallerini analog IF sinyallerine dönüştüren bir super-heterodin (supersonic heterodyn) front-end katı, analog IF sinyallerini sayısala ve sayısal olanları yeniden analoğa dönüştüren bir analog-dijital-analog (ADC) dönüştürücü katlarından ve tabii ki alıcı yada verici bir antenden oluşmaktadır. [1,3]. Yine sistemin alıcı, verici yada alıcı-verici olmasına göre de uygun mikrofon, ses yükselticisi (AF Amplifikatör), hoparlör gibi kat ve parçalar da kullanılmaktadır.
Şekil 1. Tipik Bir Yazılım Tanımlı Radyo Sistemi [4]
Radyo Amatörlüğü Açısından SDR Kullanımı
Yazılım tanımlı radyo tekonolojisi, askeri ve ticari alanlar ile birlikte artık Radyo Amatörleri tarafından da farkedilerek kullanılmaya başlanmıştır. SDR sayesinde tipik bir radyo amatörünün ihtiyacı olan Mors, SSB, FM, paket radyo ve SSTV uygulamalarının yanında COFDM (Coded Ortoghonal Frequency Divsion Multiplexing ) gibi yeni, yüksek hızlarda, enterferansa daha az duyarlı veri taşımayı sağlayan teknolojiler de amatörlerin ilgi alanına girmeye başlamıştır [6].
Bir çok radyo amatörü bu sistemler üzerine çalışmakta, kullanmakta yada gelişimini takip ederek, katkıda bulunmaktadır [7]. Amatör radyocuların da geliştirilmesine katkıda bulunduğu bir serbest yazılım projesi GNU Software Radio iyi bir örnek olarak verilebilir. GNU Software Radio, yazılım tanımlı radyonun yapması gerekenleri serbest yazılım (free software) mantığı içerisinde değerlendiren ve sıradan insanların da elektro manyetik spektrum ve radyo tekniğini kolayca anlayıp, uygulamalarını sağlamayı amaçlamaktadır [8]. Uygulamada serbest dağıtılan bir yazılım, kişisel bilgisayara takılı olan ve analog, sayısal dönüştürücü olarak kullanılan bir ses kartı ve uygun bir front-end sağlayabilecek donanımdan oluşmaktadır. Belki ilerleyen zamanlarda bu proje ile ilgili olarak derinlemesine bilgi vermek ve yoğunlaşmak mümkün olabilecektir.
Yazılım Tanımlı Radyo uygulamalarının girdiği bir amatör raduyo istasyonunda çok az yer kaplayan, birkaç bant ve modülasyon türünde aynı anda işlem yapabilen, fonksiyonları bilgisayar ile uzaktan yada yakından kontrol edilebilen ve dilediğiniz zamanda yenilerini ekleyip çıkarabileceğiniz bir sisteme sahip olduğunuzu düşünebilirsiniz. Şekil 2.’de böyle bir sistemin kurulmuş hali görülmektedir[9]. Kurulan bu sistem bilgisayar ile kontrol edilen bir dınanım ve bilgisayarınızda çalışan, cihazı kontrol etmenizi sağlayan oldukça gelişmiş, bir Grafik Arayüzünden (GUI) oluşmaktadır.
Şekil 2. Yazılım Tanımlı Radyo Uygulaması
Aşağıdaki şekilde bir başka uygulamayı görebilirsiniz. Buradaki uygulamada klasik ve geleneksel radyo sistemleri ile Yazılım Tanımlı Radyo uygulaması birlikte çalışıyor.
Şekil 3. Yazılım Tanımlı Radyo Uygulaması ve Geleneksel Sistemler.
Şekil 4’te ise sistemi daha derli toplu görebiliyoruz. Sırasıyla yukarıda solda analog güç ve SWR ölçer, hemen yanında uygun bir güç kaynağı, onun yanında ise SDR sisteminin donanım kısmı, donanımı kontol eden PC ve dizüstü bilgisayardan oluşuyor.
Şekil 4. Yazılım Tanımlı Radyo Uygulaması
Resimlerde görülen sistemler genelde ihtiyaca uygun bir çıkış katı ve 1 mw ile 100 watt arasında çıkış gücü sağlayacak donanımlar ile birlikte satılıyor. Yukarıda görülen SDR-1000 olarak adalandırılan ürünün fiyatı 1000 USD civarlarında, yazılım olarak da GNU Software Radio ile brilikte kullanılabiliyor. Bu ürünün haricinde radyo amatörleri tarafından kullanılan ve geliştirilen bir çok ürün daha mevcut.
Sonuç olarak Markoni’nin 1901’de yaptığı ilk trans-atlantik radyo haberleşmesinde
n bu yana hem radyo teknolojisinde hem de radyo amatörlerinin ilgi alanına giren konularda bir çok değişiklik ve yenilik gerçekleşmiştir. Her ülkeden radyo amatörleri ise bu değişim ve gelişim sürecine çeşitli şekillerde katkılarda bulunmuştur ve bulunmaya devam edecektir.
Belki bir çok eski radyo amatörü haz alamayacağını düşünerek bu yeni teknolojiye karşı pek sıcak bakmayacaktır, ama şu da bir gerçek ki geleceğin radyo teknolojisine yön verecek olan bu gelişmelere öncülük etmek de onların yapabileceği bir şeydir.
Radyo Amatörlerinin Yazılım Tanımlı Radyo sistemleri ile ilgili uğraşıları hakkında geniş bilgi için aşağıdaki linkler kullanılabilir diye düşünüyorum;
Ayrıca internetten araştırıldığında aşağıda örneği görülen kitaplara da ulaşılabilir ve satın alınabilir;
- Software Defined Radio: Architectures, Systems and Functions
by Markus Dillinger , Kambiz Madani, Nancy Alonistioti - Software Defined Radio: Origins, Drivers and International Perspectives by Walter H.W. Tuttlebee (2002)
- Simulation and Software Radio for Mobile Communications (The Artech House Universal Personal Communications Series) by Hiroshi Harada (2002) Software Radio: A Modern Approach to Radio Engineering by Jeffrey H. Reed
Referanslar:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Software_radio
- http://www.tomshardware.com.tr/business/20021015/index.html
- http://searchnetworking.techtarget.com/….
- http://www.radio-electronics.com/info/receivers/software_defined_radio/sdr.php
- http://www.cognitiveradio.wireless.vt.edu/radiohas.html
- http://drm.sourceforge.net/
- http://www.arrl.org/tis/info/sdr.html
- http://www.gnu.org/software/gnuradio/
- http://www.flex-radio.com/shacks.htm
Tevhid ÇETİN
TA2TL
ta2tl@hotmail.com
