گنو رادیو چیست و چرا فراگیری آن اهمیت دارد؟

گنو رادیو یک پروژه متن باز برای توسعه پروژه های رادیو نرم افزار  است.  این فریم ورک اکثر بلوک های پردازش سیگنال و انواع مدولاسیون های مخابراتی را برای کاربران و علاقمندان رادیو نرم افزار فراهم می کند. با سخت افزارهای  ارزانی(ار تی ال اس دی ار ، هک ار اف وان  یا سخت افزار اصلی گنو رادیو یعنی یو اس ار پی) که به راحتی در دسترس است ( یا بدون سخت افزار در محیط شبیه سازی)  می توان آموزش و فراگیری گنو رادیو را شروع کرد. این فریم ورک به طور گسترده ای در محیط های دانشگاهی و تجاری (در زمینه های ارتباطات بی سیم و سیستم های رادیویی) استفاده می شود.

رادیو نرم افزار چیست؟

رادیو نرم افزاری یک سیستم رادیویی است که درپردازش سیگنال مورد نیاز، به جای استفاده از مدارهای مجتمع اختصاصی در سخت افزار ، این روند را در نرم افزار انجام می دهد. مزیت رادیو نرم افزار این است که از آنجا که نرم افزار به راحتی در سیستم رادیویی جایگزین می شود ، می توان از سخت افزار یکسان برای ایجاد انواع رادیوها با استانداردهای مختلف استفاده کرد. بنابراین ،یک سیستم رادیو نرم افزار می توان برای انواع برنامه ها به کار رود.

گنو رادیو دقیقاً چه کاری انجام می دهد؟

گنو رادیو تمام پردازش های سیگنال را انجام می دهد. می توانید از آن برای نوشتن برنامه ها، دریافت داده از جریان دیجیتال یا انتقال داده به جریان دیجیتال استفاده کنید ، سپس با استفاده از سخت افزار این جریان دیجیتال انتقال می یابد. گنو رادیو دارای فیلترها ، کدهای کانال ، عناصر سینک کردن، اکولایزرها ، دمولاتورها ، رمزگذارها ، رمزگشاها و بسیاری از عناصر دیگر است (در اصطلاح  گنو رادیو ، این عناصر را بلوک می نامیم) که به طور معمول در سیستم های رادیویی کاربرد دارند.

از همه مهمتر ، این فریم ورک اتصال این بلوک ها و نحوه انتقال داده ها از یک بلوک به بلوک دیگر را مدیریت می کند. توسعه  گنو رادیو نیز بسیار آسان است. اگر یک بلوک خاص پیدا نکردید ، می توانید به سرعت آن را ایجاد و اضافه کنید.

از آنجا که گنو رادیو یک نرم افزار است ، فقط می تواند داده های دیجیتال را کنترل کند. معمولاً ، ورودی برای گیرنده ها و خروجی برای فرستنده ها  از نوع داده های نمونه های  موهومی باند پایه (Complex baseband samples)  هستند. سپس از سخت افزار آنالوگ برای انتقال سیگنال به فرکانس هدف استفاده می شود. علاوه بر آن ، هر نوع داده ای  اعم از بیت ، بایت ، بردار یا انواع داده های پیچیده تر می تواند از یک بلوک به بلوک دیگر منتقل شود.

برنامه های گنو رادیو در درجه اول با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون نوشته می شوند ، در حالی که درصورت وجود، مسیر پردازش سیگنال های مهم و حیاتی، در C ++ (با استفاده از  floating point extensions ) ، اجرا می شود. بنابراین ، توسعه دهنده قادر است سیستم های رادیویی بلادرنگ و با  توان عملیاتی بالا را در یک محیط ساده و سریع ، پیش ببرد.

آیا برای استفاده از گنو رادیو باید برنامه نویس باشیم؟

با استفاده از (GRC(GNU Radio Companion ، یک رابط کاربری گرافیکی مشابه  سیمولینک متلب (Simulink)، می توانید کارهای زیادی انجام دهید. این محیط به شما امکان می دهد با کشیدن و رها کردن، برنامه های پردازش سیگنال را ایجاد و اجرا کنید.

با این حال ، اگر می خواهید گنو رادیو را توسعه دهید (یعنی قابلیت جدیدی به آن اضافه کنید) ، باید برنامه نویسی کنید. برای ایجاد برنامه های بسیار پیچیده برای GRC ، پایتون ساده ترین راه است. برای برنامه های حساس به عملکرد  و کارایی ، باید کد C ++  توسعه بدهید.

مجوز این فریم ورک چیست؟

گنو رادیو تحت مجوز عمومی گنو (GPL) نسخه 3 منتشر شده است. این مجوز گنو کلیه قوانین کپی رایت نرم افزار آزاد را شامل می شود. برای اطلاعات بیشتر به این لینک مراجعه کنید.

افراد با این بستر چه چیزهایی ساخته اند؟

اگر گنو رادیو را نصب کنید ، با مثالهای زیادی همراه است. شما می توانید مثالهای متنوعی برای انتقال داده ها به صورت دیجیتال ، دریافت شکل موج آنالوگ و انواع موارد دیگر پیدا کنید. کاربران کدها و پروژه های خود را به ( CGRAN ) مخزن شخص ثالث ارسال کرده اند. سایر پروژه های گنو رادیو در لیست پروژه های گنو رادیو ذکر شده اند.

پردازش سیگنال دیجیتال ، باند پایه ،سینک کردن… همه اینها به چه معناست؟

اگر این سوالات را دارید، ممکن است در کار با گنو رادیو مشکلاتی داشته باشید. برای ایجاد نرم افزار پردازش سیگنال و ارتباطات رادیویی ، باید نکاتی درباره پردازش سیگنال بدانید. اما ، اجازه ندهید این مانع شما شود! یک کتاب تهیه کنید ، شروع به خواندن کنید ، مقداری برنامه نویسی کنید و ببینید چه اتفاقی می افتد. تنها یک توصیه: اگر مواردی مربوط به یک سیگنال و یا پردازش آن در فهرست سولات سوال می‌کنید،  ممکن است انگیزه خوبی برای فراگیری سیگنال‌های پیچیده تر باشد. گنو رادیو صفحه‌ای در  مطالب پیشنهادی دارد، بنابراین اگر به یک کتاب یا برنامه آموزشی نیاز دارید تا به پردازش سیگنال های دیجیتال بپردازید،  این بخش محتوای غنی برای شما فراهم کرده است.

جمع بندی

بنابراین با توجه به مزایای رادیو نرم افزار و فریم ورک گنو رادیو:

• تغییر کاربرد و نوع سیستم مخابراتی به آسانی تغییر در کدهای یک نرم افزار
• رایگان و اپن سورس بودن
• امکان ساخت سیستم های بلادرنگ
• فراهم کردن یک بستر تحقیقاتی و آزمایشگاهی ارزان و در دسترس مناسب برای دانشجوییان و محققان
• توسعه سریع و ارزان ساخت ایده ها و پروژه های مخابراتی بر بستر اس دی ار

فراگیری این شاخه از مخابرات بیش از پیش ضرروی است.

این مطلب هگزارت ترجمه این لینک  در مستندات گنو رادیو می باشد. امیدواریم این مطلب برای شروع شما مفید بوده باشد. برای دیدن دیگر آموزش های هگزارتی به این لینک مراجعه کنید.

منابع