SDR... "OnLine"

Estos días de Semana Santa, como muchos fines de semana, me he trasladado. Dado que en otras ocasiones no pude hacer nada de radio después de cargar con equipos esta vez he decidido no llevarlos conmigo. Pero el tiempo no ha acompañado, así que he aprovechado para estar un rato conectado y escuchando a través de receptores SDR "online".

Quizá el más espectacular es el radioclub de la universidad de Twente, en Holanda. La página se accede a través de este enlace. El equipo dispone de tres entradas de señal I/Q analógicas en banda base, sobre convertidores A/D estereo, obtenidas a través de sendos mezcladores de muestreo en cuadratura, conocidos como "Tayloe mixer". Este es el tipo de mezclador que se utiliza en muchos diseños de convertidor simples, como el SDR-1000 o el SoftRock entre otros.

Puede verse fácilmente que la velocidad de muestreo es de 48 KHz para cada una de las tres bandas (el ancho de banda que puede verse en los espectros que aparecen). Por otra parte he podido ver hasta 43 usuarios accediendo al sistema de forma simultánea.

Lo que me interesaba más era la tecnología implicada. Para que las muestras obtenidas por el equipo servidor (48000*3 pares de muestras por segundo) sean trasladadas a información (espectro y audio) en el ordenador remoto (cliente) que accede al sistema se podrían emplear dos técnicas: Una consistiría en trasladar las muestras al ordenador cliente y hacer que éste efectúe las operaciones necesarias. Otra consiste en procesarlas en el mismo ordenador que recoge las muestras (servidor) y enviar únicamente información sobre el audio y el espectro. Esta es la que se ha escogido. Una tercera consistiría procesar una parte en cada extremo, pero en este caso no ofrece ninguna ventaja.

El primer caso requiere un ancho de banda hacia internet de unos 48000*3*2*16=4608000 -casi 5 Mbits/s- por cada acceso. Atender a 50 accesos simultáneos, supone un ancho de banda de algo más de 230Mbits/s. Si se aplica el segundo sistema, se deben enviar datos relativos al espectro y el sonido. Con un análisis rápido se puede concluir que el ancho de banda empleado es de aproximadamente 400000 bits/segundo por enlace, es decir, unas 11 veces menor. A la vista de los datos presentados en los espectrogramas y la calidad de vox, podemos deducir que algo más de la mitad -unos 250000 bits/segundo- se dedican a la presentación del espectro, mientras que el resto -unos 150000 bits por segundo- se dedican al audio. Estas cifras se deben tomar como una estimación.

Eligiendo la segunda opción se ha conseguido simplificar el tráfico de red, pero el proceso debe hacerse en el servidor. Para cada usuario debe incluirse el proceso de un receptor. En este sistema el receptor es siempre de USB o LSB con un filtro adaptado para el ancho de banda deseado. El hecho de añadir un nuevo proceso para cada nuevo receptor/usuario del sistema limita el número de usuario en función de la capacidad de cálculo. Esta es una cuestión analizada por los autores. Se ha llegado a conseguir mantener acceso a 100 usuarios (100 receptores) sobre seis bandas simultáneas bajo Linux en un Pentium-4.

Este equipo es experimental y presenta algunos problemas. Puede notarse, por ejmplo, que el centro de las bandas no recibe bien. Ello es debido a que las tarjetas de audio no funcionan en freceuncias muy bajas. La conversión I/Q traduce el centro de la señal recibida a frecuencias muy bajas. Sin embargo nos da una idea de lo que el proceso digital puede hacer.