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Software 1 - Intro

'Weiche Ware' ist das Herz eines jeden SD-Radios (SD=Software Defined). Beim HPSDR ist das nicht anders. Ohne Software sieht man nichts, hört nichts, es blinkt nichts, es wird nichts angezeigt etc. . Egal, ob Sie ein SD-Radio mit einem I/Q-Quadraturmischer oder das hochkomplex aufgebaute HPSDR nehmen, alles funktioniert nur mit entsprechender Software.

In diesem Bereich meines Webauftritts möchte ich Stück für Stück die verschiedenen softwaregesteuerten Funktionsblöcke des HPSDR vorstellen und versuchen, zu erklären. Ich kann nocht nicht sagen, ob es mir vollständig und auch immer richtig gelingt, aber >>> Versuch macht kluch <<<.

Grundsätzliches

Da ein SD-Radio zunächst einmal nur eine schwarze mit Silizium und sonstigem Unrat gefüllte Dose (engl. Blackbox) ist, kann man mit ihr auf den ersten Blick nichts anfangen. Man braucht also etwas, an das die vielen Kabel angeschlossen werden können sollten und das etwas in die Blackbox hineinschickt oder etwas aus ihr herausholt. Und da kommt Ihr Liebling ins Spiel >>> der PC. Wie Sie ja sicherlich schon aus manch leidvoller Erfahrung wissen, läuft bei dem ohne ein Programm rein garnichts.

Dieses Programm (ist natürlich nicht das Einzige, was Sie brauchen) sorgt nun dafür, dass Ihr HPSDR zum Leben erwacht (Betriebsspannung einschalten nicht vergessen). Es hält viele Funktionen bereit, um die Blackbox zu bedienen und mit ihr zu spielen. Und in diesem Programm sind viele tolle und hochintelligente Spielsachen enthalten. Darauf kommen wir später. Das Programm hat natürlich auch einen Namen und heisst

PowerSDR.

Ich möchte hier nun nicht die 95zigste Bedienungsanleitung für PowerSDR schreiben. Das gibt es anderswo besser. Aber ich möchte versuchen, das Zusammenwirken von PowerSDR mit HPSDR ein wenig näher zu beleuchten.

PowerSDR brauchen Sie übrigens nicht nur für HPSDR sondern auch für SoftRock, SDR1000 etc. . Es stellt zunächst einmal das Benutzerinterface zu Ihrer Blackbox dar, beinhaltet darüber hinaus aber unter der Oberfläche viele tolle Dinge, die ein Software Defined Radio erst zu diesem machen.

Verlassen wir PowerSDR kurzzeitig, denn Sie haben ja gehört, dass HPSDR bzw. viele der einzelnen Module auch Software notwendig haben, um zu funktionieren. Denn da ist auch eigene Intelligenz vorhanden (jedenfalls ein wenig, hi). Intelligenz heisst immer Silizium, das auch ein Programm braucht, um arbeiten zu können. Im Gegensatz zu dem Benutzerinterface PowerSDR heissen diese Programme fürs HPSDR-Silizium mit einem allgemeinen Begriff

Firmware.

Sie hauchen also den einzelnen Modulen des HPSDR Leben ein. Was da im Einzelnen passiert, wollen wir nach Möglichkeit zu einem späteren Zeitpunkt klären.

Zunächst halten wir also fest:

Wir brauchen ein Benutzerprogramm (oder -interface) für die Kommunikation und sonstige Aktionen zwischen PC und HPSDR und wir brauchen Firmware. Diese beiden Dinge sind streng voneinander zu trennen.

Im folgenden Schaubild habe ich versucht, einmal die Verhältnisse für den weit verbreiteten Transceiver SDR-1000 oder ähnliches Equipment (SoftRock etc.) vereinfacht darzustellen. Diese Kombination wird nur über das Programm PowerSDR gesteuert und kommuniziert mit diesem über die Soundkarte des PC.

Der SDR-1000 enthält im Gegensatz zu HPSDR keinerlei eigenständige Firmware. Die einzig notwendige Software ist tatsächlich PowerSDR.

Ganz anders sehen die Verhältnisse aus, wenn man für den Anschluss des SDR-1000 oder ähnlicher Geräte mit analogen Audio-I/Q-Ein-und Ausgängen auf Baugruppen der HPSDR-Serie zugreift. Dieses sind dann die Module OZYMANDIAS (kurz OZY) und JANUS, die eigens für den Zweck entwickelt wurden, sowohl die Soundkarte als auch die Blackbox-Steuerung über den PC-Parallelport zu ersetzen. Sie kommunizieren direkt mit PowerSDR über einen seriellen USB2.0-Hochgeschwindigkeits-Anschlusss.

Und nun zurück zum HPSDR mit voller Digitalisierung ab Antenneneingang. Schematisch sieht das Ganze dann - wie im folgenden Schaubild gezeigt - aus.

Es gibt auch andere Konzepte mit voller Digitalisierung und einer eigenständigen Verarbeitung der digitalen Signale über einen oder mehrere spezielle DSP-Prozessoren (DSP=Digital Signal Processing). Die Geräte benötigen dann keinen PC mehr, sondern arbeiten vollkommen eigenständig. Ein noch in der Projektphase steckendes HPSDR Modul basiert auf diesem Konzept (SASQUATCH).

Auch viele moderne kommerzielle Transceiver arbeiten mit einer teilweise digitalen Signalverarbeitung über eingebaute DSP-Prozessoren.

Was ist nun das Besondere an digitaler Signalverarbeitung?

- Filter können mit fast ideal steilen Flanken und klingelfrei (in Software) gebaut werden

- einmal digitalisiert, lassen sich Signale weitgehend verlustfrei weiterverarbeiten

Deshalb wollen wir uns im nächsten Abschnitt -----> Software II - I und Q ein wenig mit den Grundlagen digitaler Signalverarbeitung befassen.