Matchstiq, ricentrans wide band SDR per monitoraggio e testing

E' ormai irreversibile l'adozione del modello software defined radio nella creazione di nuovi sistemi di ricetrasmissione, misurazione, analisi della radiofrequenza. La società americana Epiq Solutions ha appena annunciata una soluzione di ridottissime dimensioni che si chiama Matchstiq ("fiammifero"). Si tratta di un ricetrasmettitore wide band che copre da 300 MHz a 3,8 GHz ed è stato progettato per diverse applicazioni di sorveglianza, testing e misura, per esempio nel campo della telefonia radiomobile 3G/LTE (scaricatevi il pdf con le specifiche). Al cuore di questo incredibile sistema una FPGA Xilink Spartan e un processore TI Cortex integrati in un modulo messo a punto da un'altra azienda, iVeia.

I fondatori di Epiq provengono dal mondo universitario, una dimostrazione delle interessanti opportunità che possono derivare oggi da una accurato interfacciamento tra competenze accumulate in ambiti accademici avanzati e il mercato delle alte tecnologie. Per una nazione come l'Italia un esempio molto stimolante da seguire.Unico difetto, dal punto di vista hobbystico, è il prezzo intorno ai 4.500 dollari, ma è facile prevedere una rapida curva di abbassamento dei costi per questo tipo di componentistica e di logica cablata.

Epiq Solutions Announces First Handheld Software Defined Radio

Schaumburg, IL, November 1, 2011 – Epiq Solutions, an engineering firm specializing in the development of flexible wireless communications systems, has announced Matchstiq, the world's smallest commercially available software defined radio (SDR) capable of tuning between 300 MHz and 3.8 GHz. Measuring only 2.2” x 4.6” x 0.9”, Matchstiq combines a broadband RF transceiver with a flexible baseband processing engine running the Linux operating system.

“The introduction of Matchstiq marks the start of the next chapter in mobile computing, where the flexibility of the software now extends all the way to the antenna,” noted John Orlando, CEO of Epiq Solutions. “We believe this paradigm shift in capability will open up entirely new markets where fixed function radios have ruled the airwaves for far too long.” Matchstiq includes an Atlas-I-LPe computer module developed by iVeia Inc, which combines a Xilinx Spartan-6 LX45 FPGA with a Texas Instruments 1 GHz ARM Cortex-A8 processor running the 2.6.35 Linux kernel. This enables a wide range of advanced signal processing tasks to execute on the platform while consuming as little as 3 watts for typical receive-only use.

“The marriage of Epiq and iVeia technology has yielded an impressive product,” stated Michael Fawcett, CTO of iVeia Inc. “Both our companies strive for innovation and cutting edge capabilities in small form factors. Matchstiq fills a void in the SDR landscape, performing at the same level of competing systems but at less than half the size, cost, and power.”

When combined with the library of signal processing applications available from Epiq Solutions or other software suites such as GNU Radio, Matchstiq enables an array of capabilities including use as a point-to-point data modem, LTE survey tool, or portable spectrum analyzer. A development kit is also available for users who wish to create their own custom applications. Matchstiq will start shipping in December 2011 with single unit pricing of $4,500 USD. Pre-orders are currently being accepted. For more information, please visit http://www.epiqsolutions.com/matchstiq/.

About Epiq Solutions Epiq Solutions designs and builds state-of-the-art wireless systems for both commercial and government applications. These applications include the detection, classification, and location of radio emitters, as well as real-time processing and decoding of Layers 1, 2, and 3 for numerous wireless radio standards (including 2G/3G/4G cellular).

For more information regarding Epiq Solutions' products and services, please visit http://www.epiqsolutions.com.

USA, misurazione dell'audience: i difetti del PPM

Quando Arbitron, l'Audiradio americana che misura la popolarità delle stazioni nei vari mercati in viene suddiviso il bacino d'utenza negli Stati Uniti (e la popolarità influisce ovviamente sul valore pubblicitario), ha introdotto la tecnologia PPM i risultati ottenuti, spesso così diversi dalle classifiche stabilite in passato sulla base di diario stilato direttamente dagli ascoltatori, hanno sollevato parecchie perplessità. Il Portable People Meter è un apparecchietto che ciascun componente del campione di rilevamento Arbitron deve indossare mentre ascolta la radio. Il dispositivo si mette all'ascolto di specifici segnali di marcatura (watermarking) inudibili per le normali orecchie e in pratica riesce a identificare da solo le stazioni radio ricevute. Le classifiche di ascolto ricompilate sulla scorta dei primi risultati ottenuti con i PPM hanno ribaltato completamente, in certi casi, i valori consolidati del passato, facendo precipitare molte stazioni che credevano di essere "top of the class" (e si facevano pagare gli spot di conseguenza).
Una società specializzata di Boston è andata a fare le pulci al sistema, analizzando anche i brevetti su cui il PPM è basato, e ha buttato giù un piccolo cahier de doleances evidenziandone i punti deboli. Il Personal Meter non sarebbe poi così infallibile, molto dipende dalle condizioni ambientali dell'ascolto, dai suoni interferenti, dalle attenuazioni. Da prendere con le molle sarebbe anche il famoso watermarking. Se il livello è troppo elevato, rischia di disturbare l'ascolto, se troppo basso, il PPM non riesce ad agganciarlo. Insomma, i caveat lanciati da 25-seven, la società che si è occupata di questa analisi in retrospettiva, sono numerosi e si aggiungono al coro di richieste di maggior trasparenza e certezza che si è avvicendato in questi ultimi mesi. In gioco, tra l'altro, c'è l'economia di un settore che in questo 2009 di crisi starebbe già subendo perdite molto significative. Negli Usa si parla di percentuali di contrazione delle vendite pubblicitarie da botte di venti o venticinque punti e molte stazioni grandi e piccole lottano per la sopravvivenza. Il report pubblicato da 25-seven si può leggere o scaricare sul sito dell'azienda ed è firmato dall'ingegnere in capo, Berry Blesser, ex MIT.

Lissone, tuttti i numeri della radio numerica

Ho parlato a lungo oggi con l'amico I2VGO, coordinatore e responsabile tecnico del convegno che la sezione ARI di Lissone dedicherà il prossimo 20 settembre alle radio definite dal software. VGO mi dice che ci sono ancora posti disponibili (la registrazione è gratuita ma obbligatoria per ragioni organizzative e assicurative) per quello che ha tutti i requisiti per diventare un incontro di altissimo livello tra i principali protagonisti italiani del panorama SDR e una imperdibile occasione per apprendere i fondamenti dell'arte della demodulazione "numerica".
"Conosciamo e impariamo la radio definita dal software" non è solo un convegno, ma un vero e proprio laboratorio di misura, anche se provvisorio. La seconda parte del pomeriggio brianzolo sarà infatti focalizzata sull'analisi e la misurazione in tempo reale, con segnali campione ed effettivi del comportamento dei principali modelli di ricevitori SDR oggi disponibili sul mercato. Ci sarà persino - anteprima assoluta - il nuovo PMSDR di Martin Pernter, descritto recentemente da Radiopassioni. VGO ha messo a punto un banco di prova di livello (e certificazioni) professionali, in grado di conferire un eccezionale valore scientifico agli esperimenti che verranno condotti a Lissone (la sezione ARI dispone tra l'altro di un invidiabile parco antenne).



Tutti i relatori e i progettisti coinvolti oltre a essere tecnici sopraffini sono anche validi divulgatori e sono in grado di spiegare i fondamenti teorici e i risvolti sperimentali della radio numerica. Non so se si capisce: chi fosse anche minimamente interessato al tema dell'SDR (che oggi riguarda l'intera industria della radio, non uno sparuto gruppo di appassionati) il 20 settembre deve essere presente, puntuale alle 14.30, in via Settembrini 26 a Lissone. Paganini non ripete.

In margine all'SDRday

Ricevo e pubblico molto volentieri questo commento a margine del mio breve resoconto della grande giornata di Modena, l'SDRday di sabato scorso. Tengo a precisare che il commentatore non è anonimo ma mi ha chiesto di poter mantenere una riservatezza dovuta più che altro alla mancanza di tempo dovuta ai suoi impegni professionali. Un fattore che gli impedirebbe di seguire con attenzione eventuali dibattiti.

"Avere davanti a sé una radio software significa poter contare su una maggiore sensibilità unita a una maggiore dinamica, arrivare a demodulare segnali che non farebbero nemmeno il solletico a un demodulatore a diodo, ridurre un fenomeno rovinoso per il DXer come lo "splatter" da canali adiacenti, grazie alla sparizione delle non linearità associate agli stessi diodi."
Tutto esatto Andrea (ma bisogna citare anche il minore costo, la ripetibilità produttiva, la mancanza di tarature), ma deve essere generalizzato. Intanto, per completezza di informazione il primo convegno in Italia su SDR è stata la 7a Convention di Renon nel 2005 totalmente dedicata allo stato dell'arte che vedo è rimasto tale quale a Modena 2007 (vedi programma su http://www.i-link.it/). Tornando alla questione, SDR significa anche...

I segnali numerici li posso elaborare in due modi, con costi e prestazioni completamente differenti:

A) In logica programmata (DSP su processori particolari o, con tutti i suoi limiti, potenti PC che attualmente possono manipolare, limitando il numero di eleborazioni, segnali compresi tra i 10 e i 20 Khz.

B) In logica cablata. Scolpisco su silicio, su ASIC se si hanno almeno 250.000 Euro (Il componente poi costa 1 euro) oppure su FPGA se vogliamo spendere 400 Euro per il componente vergine e avere alti assorbimenti, calore...

A) è comodo per hobbisti e softwaristi, didattica, università... Ma ad esempio non so se a Modena hanno fornito i tempi di elaborazione del SW? Se un OM vuole trasmettere in CW non può aspettare 1 secondo per trasmettere. Negli anni 90 quando telefonavo in America tramite geostazionario, mi dava fastidio 0,25 sec (oggi con la fibra il problema è superato) si opera in tempo reale e oggi si può fare (filtri, demodulatori, mixer, noise limiter) fino a frequenza di 90 Mhz. Se non si usano FEC i processing delay sono di decine di millesimi di secondo.
Oggi i ricevitori numerici casalinghi (decoder DVB-T e DVB-S e DBV-C e mobile DVB-H, DAB, DMB-T e DRM) sono in logica cablata ed elaborano frequenze massime di una trentina di MHz (alcune radio con DRM hanno logica programmata).
Strano che molti radioamatori in sala ,anche se non esperti, non abbiamo chiesto perché non si fa un trasmettitore numerico? E' molto più semplice di un ricevitore. Forse è poco noto che nel 2002 un radioamatore italiano (ha un azienda progetti) ha realizzato penso il primo trasmettitore radioamatoriale (HF) numerico al mondo in logica cablata, con FPGA poiché come dissi con gli ASIC oltre che grossi investimenti, se si commette un errore tutte le maschere devono essere rifatte, mentre lo schema elettrico su FPGA può essere riprogrammato n volte...
E’ possibile usare un trasmettitore analogico o numerico insieme ad un ricevitore numerico a logica programmata con PC? Gli oscillatori numerici DDS (quelli "digitali" erano i PLL) sono puliti come un oscillatore a quarzo? A Modena hanno fatto vedere la pulizia spettrale degli oscillatori? Hanno quantificato la distorsione? I prodotti d’intermodulazione dovuti agli splatter? Al giorno d'oggi non è possibile realizzare un ricevitore numerico con dinamiche e sensibilità paragonabili a costosi analogici. Poiché al 99 % delle applicazioni non sono richieste performance troppo spinte, i vantaggi del numerico sono notevoli, tenendo poi conto che se utilizziamo una modulazione numerica volente o nolente debbo usare una demodulatore numerico.

Alcune precisazioni sui commenti. Sì, a Modena si è parlato del problema latenze, anche in relazione al problema della commutazione delle antenne. Con un ricevitore analogico "switchare" da un'antenna all'altra porta a immediate ripercussioni in cuffia. Col digitale no, ci sono i tempi di elaborazione che influiscono appunto sulla latenza, sul tempo che intercorre tra commutazione e ascolto delle conseguenze sulla ricezione.
Si è parlato anche di trasmissione (dopotutto SoftRock è un progetto di ricetrans SDR), ma in almeno due casi, se non ricordo male, si è anche precisato che il problema della modulazione e trasmissione è forse meno critico rispetto alle ripercussioni che il trattamento della radiofrequenza e la demodulazione numerica possono avere sulla resa complessiva, sulla qualità della ricezione.
Doveroso il riferimento (mi scuso molto con il gruppo i-LINK Packet Radio Group Alto Adige Südtirol che organizza l'evento) alle giornate di Renon, iniziate addirittura nel 1999 con le prime discussioni sulle tecniche digitali radioamatoriali e un primo cenno alla software radio. Ma il convegno organizzato dall'ARI a Modena ha il merito di aver affrontato al banco di misura proprio la questione del confronto tra ricevitori analogici e numerici. Alcuni intoppi organizzativi non hanno permesso a Marco Bruno di effettuare tutte le misure volute. Per esempio, quella effettuata sul ricevitore SDR RFSpace SDR-IQ sono state pubblicate solo oggi sul sito di Marco (spero che il nostro tecnico lasci ancora per qualche tempo a disposizione di tutti questo documento). Nel corso della sua presentazione introduttiva, Marco ha citato anche le applicazioni SDR in ambito professionale (per esempio il nuovo modello Rohde&Schwarz, un ricevitore di sorveglianza il cui costo è compreso tra i 25 e i 40mila euro), facendo chiaramente capire che i rapporti di forza tra gli approcci analogico e numerico stanno per cambiare radicalmente. I valori misurati in questi mesi, prima e dopo Modema, dimostrano che a parità di costo il rendimento di un progetto SDR può essere enormemente superiore rispetto all'analogico.