Practical SDR - Introdução ao rádio definido por software
(nostarch.com)- Practical SDR é um livro que ajuda hobbystas, estudantes de comunicações sem fio e engenheiros de prototipagem de projetos RF a aprender os fundamentos de rádio definido por software
- O leitor cria um receptor de rádio virtual no computador, extrai áudio de sinais AM e FM reais e monta sistemas de rádio passo a passo com o GNU Radio Companion
- O escopo de aprendizado vai da manipulação de frequências de 1MHz a 6GHz ao uso de filtros e controle de ganho, escolha de antenas e hardware RF e processamento de dados IQ em tempo real
- Alguns projetos exigem hardware SDR como o HackRF One e antenas compatíveis, portanto o aprendizado não se limita apenas a exercícios puramente de software
- Como introdução que faz a ponte entre tutoriais básicos e aplicações avançadas, ele serve de base para estudar sistemas sem fio modernos como Wi‑Fi, Bluetooth e comunicações celulares
Escopo e formato do livro
- Practical SDR é um livro para começar em rádio definido por software, com o subtítulo “Getting Started with Software-Defined Radio”
- O lançamento está previsto para março de 2025 e o livro tem 336 páginas
- Os formatos e preços são os seguintes
- Print Book and FREE Ebook: $39.99
- Ebook PDF, Mobi, ePub: $31.99
- Um capítulo de amostra está disponível em Chapter 4: Creating an AM Receiver
Rádio criado na prática
- Você cria um receptor de rádio virtual no computador e extrai áudio de sinais AM e FM reais
- Ao montar um rádio AM, aprende como funciona a modulação em amplitude
- No processo de configurar uma recepção FM limpa, aprende filtragem de sinais
- Tópicos complexos como amostragem IQ também fazem parte da prática
- Com a interface do GNU Radio Companion, você constrói sistemas de rádio bloco por bloco e depois expande para o projeto de receptores AM/FM e transmissores de rádio
Elementos técnicos abordados
- Manipulação de radiofrequências na faixa de 1MHz a 6GHz
- Uso de filtros e controle de ganho para extrair sinais claros em meio ao ruído
- Escolha de antenas e hardware RF adequados para melhorar o desempenho do SDR
- Processamento de dados IQ em tempo real baseados em números complexos para demodular sinais de rádio reais
- Construção de um ambiente flexível de testes de rádio virtual no computador
Fluxo por partes
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Part I: Criando um receptor básico
- What Is a Radio?
- Computers and Signals
- Getting Started with GNU Radio
- Creating an AM Receiver
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Part II: Por dentro do receptor
- Signal Processing Fundamentals
- How an AM Receiver Works
- Building an FM Radio
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Part III: Uso de hardware SDR
- The Physics of Radio Signals
- GNU Radio Flowgraphs with SDR Hardware
- Modulation
- SDR Hardware Under the Hood
- Peripheral Hardware
- Transmitting
Materiais necessários e limitações
- Alguns projetos exigem hardware SDR como o HackRF One e antenas compatíveis
- Os arquivos de suporte para os capítulos de Early Access podem ser baixados em getting_started_sdr-main.zip
- A página de direitos autorais, o sumário detalhado e o índice são fornecidos em PDFs separados
1 comentários
Opiniões no Hacker News
É preciso tomar cuidado com SDR. No começo você fica varrendo o espectro e, quando percebe, já está encomendando uma antena Yagi de 36 elementos e peças para um rotor AZ/EL, e olhando um rádio de US$ 3 mil para comunicação por reflexão Terra-Lua-Terra
Com uns 20 pés de fio e um SDR, dá para ouvir sinais do outro lado do oceano com facilidade
Ainda assim, no fim você acaba gostando
Se você quer começar por um livro da No Starch, é bom começar por aqui: https://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/
Como é de se esperar da No Starch, o livro em si é bom, mas há muito equipamento lixo no mercado, e é fácil comprar algo que não funciona ou que cria emissões espúrias, interferências estranhas e problemas de compatibilidade
Se você não entende eletrônica e RF mais a fundo para mitigar esses problemas, fica difícil obter bons resultados. Esse site é o ponto de partida mais completo para iniciantes, mas é bom ler com atenção antes de comprar um dongle
Há muito equipamento barato, ou seja, de baixa qualidade. Eu uso principalmente 3 SDRs, e o dongle RTL-SDR.com Blog V4 é um excelente ponto de partida, além de barato. Se não servir para você, o prejuízo fica em cerca de US$ 40; se servir, só a faixa de 27 MHz a 1,6 GHz já vai te manter ocupado por bastante tempo
Se você gosta de radioamadorismo ou de recepção em ondas curtas, o Airspy HF+ é uma boa opção. Ele cobre de 0,5 KHz até as bandas HF e VHF, e já vi relatos de uso em experimentos com ultrassom. Pelo preço, é o SDR de melhor qualidade entre os que tenho, com boa sensibilidade e baixo ruído
Por último, há o Great Scott Gadgets HackRF One, que é praticamente um laboratório de rádio em uma caixinha. Vai de 1 MHz a 6 GHz, 20 MS/s, embora com amostragem em quadratura de 8 bits, e também consegue transmitir. Como bônus, os vídeos educativos também são muito bons
Para referência, esses 3 equipamentos SDR funcionam muito bem no Linux
Gosto muito de SDR. Estou usando para gravar os sinais dos microfones dos professores
É muito melhor do que usar celular ou um gravador dedicado
O sumário e a descrição do livro não parecem meio desanimadores?
Lembro de ter acompanhado tópicos como GNU Radio, filtros, AM/FM e demodulação IQ pela wiki GNU Radio Tutorials [0], e não sei bem que valor este livro entrega além disso
Além disso, se os autores adotam o GNU Radio como stack de software, fico me perguntando por que não incluíram um capítulo sobre o que considero a maior vantagem do GNU Radio: criar seus próprios blocos em Python. Eu gostaria que qualquer pessoa que goste de SDR e tenha interesse em engenharia elétrica experimentasse, mas, olhando apenas o exemplo fornecido do capítulo 4, não sei se recomendaria este livro
[0] https://wiki.gnuradio.org/index.php/Tutorials
Comecei há mais de 10 anos com uma máquina Windows, sdrsharp e um SDR barato baseado em RTL. Foi muito melhor sair explorando o espectro, clicar em sinais interessantes e ir conectando de forma meio improvisada um pipeline de decodificação para obter resultados reais
Primeiro foram os casos de uso interessantes que eu podia testar com software funcional e hardware barato que me prenderam; só depois veio a motivação real para querer entender GNU Radio
Um bom recurso gratuito para aprender é https://pysdr.org/
Não é um módulo Python, mas sim um guia para aprender os fundamentos de processamento digital de sinais em Python no contexto de uso de SDR. Também aborda maneiras concretas de usar os hardwares SDR mais populares
Enquanto espera a entrega, também é útil brincar com este mapa de SDRs web online :-)
https://www.receiverbook.de/map
Mexi um pouco com SDR no passado, e na época a maior dificuldade era encontrar um hardware adequado que pudesse receber várias frequências e fosse compatível com minha máquina Linux
https://greatscottgadgets.com/hackrf/
Existe algo como tecnologia automática de detecção de sinais? Por exemplo, identificar automaticamente no espectro as partes que não são ruído
Como SDRs baratos têm uma janela de recepção bem estreita, acho que isso ajudaria
Isso é possível tanto em rádios prontos mais caros quanto com uma combinação de um dongle RTLSDR barato e software adequado no computador. Falando de SDR barato, do meu ponto de vista 24 a 1766 MHz não é uma faixa particularmente estreita
Se puder gastar mais, o HackRF One cobre de 1 MHz, ou seja, a banda de 160 m, até 6 GHz, ou seja, a faixa de Wi-Fi. Para bandas abaixo ou acima disso, provavelmente será preciso equipamento mais especializado
Claro, é preciso conectar ao rádio ou dongle uma antena devidamente ajustada
Se estiver procurando outro uso para SDR, dá para localizar transmissores de rádio com KrakenRF
https://www.krakenrf.com/
Se você chegou até aqui, também vale conferir uma biblioteca Python relativamente nova para SDR, bem projetada e bem desenvolvida
https://mhostetter.github.io/sdr/latest/