الراديو المعرف برمجياً (Software Defined Radio SDR)


مع التزايد الكبير في الحاجة الى مختلف انواع الاتصالات من الاتصالات النصية والصوتية والفيديوية والانية وغيرها فقد اصبحت مسألة تصميم انظمة جديدة هاردويرية لكل تطبيق جديد مسألة مكلفة ولا تتصف بالمرونة الكافية لمواكبة التطور السريع في العالم. من هنا ظهرت الاجهزة الراديوية (اجهزة الارسال والاستقبال) المعرفة برمجياً والتي يمكن التكهن بمفهومها من اسمها فهي اجهزة هاردويرية يمكن ضبط وتغيير اعداداتها برمجياً للحصول على انظمة اتصالات مختلفة المواصفات والمديات والتطبيقات فقط بتغيير برمجة هذه الاجهزة. تعتبر الراديوات المعرفة برمجياً او للأختصار (SDR) الاداة الابرز في عالم التصميم والبحث والتطوير العلمي في العالم اليوم حيث انها تستخدم من قبل الشركات لتطوير منتجات جديدة ونماذج اولية (prototypes) وكذلك تستخدم من قبل الباحثين في مجال الاتصالات والشبكات اللاسلكية حول العالم لتسهيل العمل على الطبقة الفيزيائية وطبقة ناقل البيانات (physical and data link layers) لأن المعروف ان العمل على هاتين الطبقتين يتطلب ضبط اعدادات هاردويرية اكثر مما هي برمجة في مستوى المستخدم.

Capture

تعريفه:

هناك الكثير من التعاريف للراديو المعرف برمجياً او الراديو البرمجي (software radio) وقد اتفقت اخيراً مؤسسة (IEEE) ومؤتمر ال (SDR) على التعريف التالي: الراديو المعرف برمجياً هو الراديو الذي يكون فيه جزء او كل وظائف الطبقة الفيزيائية معرف برمجياً. وهنا نقصد بالراديو اي جهاز يقوم بأرسال واستقبال الاشارات اللاسلكية في نطاق الترددات الراديوية (Radio Frequency RF) والتي هي جزء من الطيف الالكترومغناطيسي لتسهيل عملية نقل البيانات. وفي عالم اليوم توجد الرادويات في اغلب الاجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية من هواتف ذكية ولابتوبات واجهزة التحكم عن بعد بأبواب السيارة والتلفاز ومختلف الاجهزة المنزلية.

تتميز الراديوات الهاردويرية التقليدية بكون وظائفها محدودة ولا يمكن التعديل عليها الا بتغيير التصميم الهاردوير مما ينتج كلف انتاج وتطوير عالية ومرونة قليلة جداً خصوصاً عندما نحتاج ان نطور راديو لتطبيق جديد ونحن لسنا متأكدين من بعض متغيرات التصميم فعمل ذلك في نطاق الهاردوير يعني الاضطرار الى تركيب ولحام بورد جديد عند تغيير اي شيء وهو يكلف الكثير من الوقت والمال في حين توفر الراديوات المعرفة برمجياً تقنيات كفوءة ومرنة ورخيصة لهذه المشكلة حيث تسمح بتطوير راديوات متعددة الاطوار متعددة الوظائف وبقابلية ضبط وتغيير المتغيرات برمجياً (بدون الحاجة الى اعادة تصميم البورد كل مرة).

الراديو المعرف برمجياً يتكون من مجموعة من التقنيات الهاردويرية والبرمجية حيث تكون كل او بعض الوظائف التشغيلية للراديو ضمن الطبقة الفيزيائية معرفة في برمجيات قابلة للتعديل او نظام تشغيل قابل للبرمجة والتعديل (programmable). وهذه الاجهزة تتضمن المكونات التالية:

  • Field Programmable Gate Array FPGA
  • Digital Signal Processors DSP.
  • General Purpose Processors GPP.
  • Programmable System on Chip SoC.

ويسمح استخدام هذه الاجهزة ببناء اجهزة جديدة لها قابليات اكبر وخصائص اكثر من الانظمة المتوفرة حالياً وبدون الحاجة الى هاردوير جديد.

فوائد ال (SDR):

  • انتاج اجهزة اتصال لا سلكي جديدة بشكل اسرع.
  • تقليل كلفة التطوير بشكل كبير
  • توفير تقنيات (over the air) و (remote programming) للسماح بتصحيح الاخطاء اثناء عمل الراديو مما يقلل زمن وكلفة التشغيل والصيانة.
  • توفر هذه الاجهزة منصة تطوير موحدة وقياسية لمختلف الشركات والباحثين مما يزيد من قابلية العمل المشترك في المستقبل.
  • تقليل كلفة الدعم اللوجستي وكلف التشغيل.
  • امكانية التنزيل والتصعيد (upgrade) والتطوير لنسخ نظم التشغيل المختلفة لهذه الاجهزة بشكل مستمر.

في عالم اليوم هناك الملايين من الاجهزة التي تم تطويرها بأستخدام هذه المنصات التطويرية (SDR) ومن ابرز المنصات التطويرية في هذا المجال واكثرها استخداماً في مجال البحث العلمي هما الجهازين التاليين:

1- (Universal Software Radio Peripheral USRP)

1

ويوفر الامكانيات التالية:

  • Four 64 MS/s 12-bit analog to digital converters
  • Four 128 MS/s 14-bit digital to analog converters
  • Four digital downconverters with programmable decimation rates
  • Two digital upconverters with programmable interpolation rates
  • High-speed USB 2.0 interface (480 Mb/s)
  • Capable of processing signals up to 16 MHz wide
  • Modular architecture supports wide variety of RF daughterboards
  • Auxiliary analog and digital I/O support complex radio controls such as RSSI and AGC
  • Fully coherent multi-channel systems (MIMO capable)ز

2- (Wireless Open-Access Research Platform WARP):

2.png

ويوفر المميزات التالية:

3

ويمكن ايجاد المزيد عن هذا البورد في الموقع الرسمي له وهو (http://warpproject.org/trac/) حيث يوفر هذا الموقع الكثير من المواد التعليمية خطوة بخطوة لأدارة هذا الجهاز والعمل عليه مع الكثير من المشاريع الجاهزة وشرحها والكورسات الكاملة لشرح هذا الجهاز وامكانياته. يعتبر هذا الجهاز اكثر تطوراً وتعقيداً من الجهاز الاول حيث انه يوفر امكانيات احترافية اكبر ويمكن التعامل معه بلغة برمجة ال (C/C++) وال (VHDL).

هذه فقط نبذة مختصرة عن هذه الاجهزة ومن يريد معرفة المزيد عنها فيمكنه الاتصال بي وسيسرني المساعدة في ارشاده الى مصادر اكثر ومن الله التوفيق للجميع.

6 comments

  1. للطلاب:
    اختبر نفسك
    اختبارات الكترونية في جميع التخصصات
    قياس
    كفايات
    تحصيلي
    قدرات

    https://t.co/sH3U2iMe3e
    https://t.co/sH3U2iMe3e

    ✅ للمعلمين والمعلمات
    ✅ موقع مجاني وسهل الاستخدام
    ✅ لاعداد الاختبارات والواجبات
    ✅ وتصحيحها اليا
    ✅ ورصد الدرجات اليا

    https://t.co/sH3U2iMe3e
    https://t.co/sH3U2iMe3e

    إعجاب

  2. يا باش مهندس مصطفي طالب مساعدتك لاني ح ابدا اشتغل الراديو المعرف برمجيا sdr كمشروع تخرج

    إعجاب

  3. عايز داتا بالعربي للراديو المعرف برمجيا او كتب او مراجع عربي اذا وجد او انجليزي

    إعجاب

    • للأسف بالعربي لا اعتقد انه يوجد مصادر معتمدة وموثوقة واما بالانكليزي فالكوكل مليان فقط ابحث وستجد الكثير 🙂

      إعجاب

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s