SDR und Datenmenge

[Dimitri R. (Firma: port29 GmbH) (port29)]

Hallo Leute,

ich brauche mal eben etwas Aufklärung. Ich beschäftige mich derzeit mit 
SDR und habe da mal ein paar Fragen zu. Wenn ich es richtig verstanden 
habe, geht es beim SDR darum, möglichst viele 
Signalverarbeitungsschritte nicht mehr analog mit den entsprechenden 
Bauteilen durchzuführen, sondern digital auf Basis einer Software, die 
(jederzeit) verändert werden kann. Wenn ich zudem die zu verarbeitenden 
Daten vorher aufzeichne, so kann ich z.B. die Parameter anpassen und das 
Signal erneut auswerten.

Nehmen wir jetzt mal an, ich möchte eine Übertragung auf 2,4GHz auf 
"klassischem" Wege auswerten. Dann habe ich grob gesagt meine Antenne, 
dahinter einen Bandpassfilter, das Signal demoduliere und quantisiere 
ich dann. Damit habe ich die digitalen Rohdaten.

Und bei SDR? Da habe ich ja die Antenne direkt am AD Wandler sitzen, 
oder?

Ich komme jetzt mal zur meiner eigentlichen Frage. Wenn ich jetzt sagen 
wir 2,4GHz auswerten möchte, dann muss ich mit mind. 4,8GHz 
(Nyquist-Shannon) abtasten. Verstehe ich es richtig, dass ich dann neben 
meinen gewünschten 2,4GHz auch z.B. alle darunter liegenden Frequenzen 
mitschneide?

[Stefan P. (form)]

> Und bei SDR? Da habe ich ja die Antenne direkt am AD Wandler sitzen,
> oder?
> .. Verstehe ich es richtig, dass ich dann neben
> meinen gewünschten 2,4GHz auch z.B. alle darunter liegenden Frequenzen
> mitschneide?


"SDR" kann vieles sein:
http://f4dan.free.fr/sdr_eng.html

In Deinem Fall (ADC direkt hinter Antenne) trifft Deine Vermutung zu.

[Hans M. (hansilein)]

Aus Wikipedia:


Im Jahr 2006 war die digitale Elektronik im Allgemeinen zu langsam, um 
die verwendeten Funksignale im Bereich von 1 - 2 GHz direkt in 
ausreichender Auflösung zu digitalisieren. Die Daten müssen nach dem 
Nyquist-Theorem mit mindestens der doppelten Grenzfrequenz abgetastet 
werden, um das Signal fehlerfrei rekonstruieren zu können. Dieses 
Problem wird in der Praxis durch das Vorschalten eines analogen Mischers 
gelöst, welcher das Signal auf eine niedrige Zwischenfrequenz 
heruntermischt. Dieses Konzept wird auch als Heterodynverfahren oder 
Überlagerungsempfänger bezeichnet. Da aktuelle A/D-Wandler 
Abtastfrequenzen von ca. 3600 MHz bei 12 Bit Auflösung ermöglichen, 
wären hier Zwischenfrequenzen von bis zu 1800 MHz möglich.

[Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)]

Hi, Dimitri,

> Und bei SDR? Da habe ich ja die Antenne direkt am AD Wandler sitzen,
> oder?
Manche Anwender und Hersteller gehen in die Richtung, ja. 
"Vorratsdatenspeicherung", bitte auch im Funk. Alles erst mal 
aufzeichnen, damit man nachher alles noch auswerten kann, Nichts darf 
verloren gehen...
Ich fürchte, die haben sich im Verbrauch an DVD's unterschätzt...

> Verstehe ich es richtig, dass ich dann neben
> meinen gewünschten 2,4GHz auch z.B. alle darunter liegenden Frequenzen
> mitschneide?

Jein:
Ja: Der A/D-Wandler nimmt alles mit auf. Ab DC.
Nein: Die Zauberworte heißen "Digital Down Converter" und "Decimation". 
Sie dienen der Konzentration auf das Wesentliche. Näheres bei Google. 
Schau auch mal bei den Wideband Receivern von TI.

Ciao
Wolfgang Horn

[Georg A. (Gast)]

> Die Daten müssen nach dem Nyquist-Theorem mit mindestens
> der doppelten Grenzfrequenz abgetastet werden, um das Signal
> fehlerfrei rekonstruieren zu können.

Jein. Wenn man den entsprechenden Bereich per Bandpass ausfiltert, kann 
man auch mit mehrfachem Undersampling leben, WENN der ADC einen 
Sample/Holdeingang mit einem passend kleinen Fenster hat. Das muss halt 
kleiner als die oberste Eingangsfrequenz*2 sein. Da das aber "nur" die 
analoge Eingangsstufe ist, ist das eine deutlich weniger komplexe 
Anforderung als ein Flash-Wandler mit echten >5GS/s (bei 2.4GHz). Die 
Datenmenge verarbeitet sich auch nur recht schwer...

Bei Anwendungen, die in einem sehr begrenzten Frequenzbereich sind (d.h. 
wenig Aufwand für steile Bandpässe) geht der Trend auch zu dieser Direct 
Conversion. Eingangsfilter, Verstärker, ADC, fettich ;)