Construcción de un transmisor de radio de bajo costo

Abstract

En este trabajo se ejemplifican de manera práctica algunas aplicaciones de la tecnología de Radio Definida por Software (SDR), además de estudiar la base teórica de su funcionamiento. El entorno de pruebas se compone de dos módulos SDR, uno de transmisión y otro de recepción, los cuales son programados a través de un software que permite el procesamiento digital de señales, GNU Radio. Este software se usa y programa de manera modular y gráfica por lo que permite realizar varios prototipos y pruebas de diversos sistemas SDR, además de desarrollos más complejos al aprovechar el potencial que ofrecen uno o varios lenguajes de programación en conjunto, como Python y otros lenguajes de scripting, que se integran a GNU Radio. Se realizan una serie de aplicaciones SDR, explicadas detalladamente, tanto en el ámbito teórico como en su implementación práctica dentro del entorno SDR desarrollado. Dichas actividades se dividen en una parte introductoria relacionada con el software GNU Radio a través de la cual se estudia los beneficios de SDR de manera básica a través de ejemplos relacionados con la transmisión y recepción de radio FM. Luego se estudia las posibilidades de SDR dentro de un entorno avanzado, en el cual se mezclan diversas tecnologías para lograr transmitir video digital en la norma DVB-T, integrando a dicho sistema una interfaz web intuitiva basada en los lenguajes HTML y PHP. Se evalúan diferentes opciones dentro de las cuales se considera un equilibrio entre funcionalidad, precio y dificultad de implementación. Como resultado, el sistema permite transmitir señales de video digital en la norma DVB-T de manera estable a diez cuadros por segundo (fps, frames per second) en resoluciones de 1280x720 pixeles o mayores. Sin embargo la resolución máxima del dispositivo de captura limita dicho valor. La interfaz web permite una fácil modificación de parámetros de transmisión, permitiendo la adaptación a las necesidades de calidad de video, frecuencia, modulación, etc. En resumen, se desarrollan un conjunto de pruebas y prototipos de servicios SDR, utilizando hardware de bajo costo y un entorno flexible de programación de las unidades SDR de recepción y transmisión usadas en este trabajo, para los servicios de video digital y radio FM. Además de la flexibilidad del desarrollo, todo el entorno del trabajo es portable, por lo que podría usarse en nuevas investigaciones de SDR, así como en actividades docentes de transmisión y recepción de señales digitales.

En este trabajo se ejemplifican de manera práctica algunas aplicaciones de la tecnología de Radio Definida por Software (SDR), además de estudiar la base teórica de su funcionamiento. El entorno de pruebas se compone de dos módulos SDR, uno de transmisión y otro de recepción, los cuales son programados a través de un software que permite el procesamiento digital de señales, GNU Radio. Este software se usa y programa de manera modular y gráfica por lo que permite realizar varios prototipos y pruebas de diversos sistemas SDR, además de desarrollos más complejos al aprovechar el potencial que ofrecen uno o varios lenguajes de programación en conjunto, como Python y otros lenguajes de scripting, que se integran a GNU Radio. Se realizan una serie de aplicaciones SDR, explicadas detalladamente, tanto en el ámbito teórico como en su implementación práctica dentro del entorno SDR desarrollado. Dichas actividades se dividen en una parte introductoria relacionada con el software GNU Radio a través de la cual se estudia los beneficios de SDR de manera básica a través de ejemplos relacionados con la transmisión y recepción de radio FM. Luego se estudia las posibilidades de SDR dentro de un entorno avanzado, en el cual se mezclan diversas tecnologías para lograr transmitir video digital en la norma DVB-T, integrando a dicho sistema una interfaz web intuitiva basada en los lenguajes HTML y PHP. Se evalúan diferentes opciones dentro de las cuales se considera un equilibrio entre funcionalidad, precio y dificultad de implementación. Como resultado, el sistema permite transmitir señales de video digital en la norma DVB-T de manera estable a diez cuadros por segundo (fps, frames per second) en resoluciones de 1280x720 pixeles o mayores. Sin embargo la resolución máxima del dispositivo de captura limita dicho valor. La interfaz web permite una fácil modificación de parámetros de transmisión, permitiendo la adaptación a las necesidades de calidad de video, frecuencia, modulación, etc. En resumen, se desarrollan un conjunto de pruebas y prototipos de servicios SDR, utilizando hardware de bajo costo y un entorno flexible de programación de las unidades SDR de recepción y transmisión usadas en este trabajo, para los servicios de video digital y radio FM. Además de la flexibilidad del desarrollo, todo el entorno del trabajo es portable, por lo que podría usarse en nuevas investigaciones de SDR, así como en actividades docentes de transmisión y recepción de señales digitales.