Risulta facile credere che una volta realizzato un ricevitore per tramissioni marittime sia possibile esportare i principi di tale progetto su molteplici scenari, vista la praticit`a fornita
da una piattaforma di sviluppo SCA-compliant.
Inoltre questo progetto pu`o essere elemento di partenza per la realizzazione di una waveform che implementi la ricezione multicanale. Un ricevitore distribuito che abbia un gateway col- legato ad uno switch e che riesca a ricevere pi`u canali simultaneamente. Il tutto mantenendo il vincolo della SCA-compliant.
Un’ulteriore lavoro, che sfrutta le caratteristiche di OSSIE, sempre in un progetto di ricevitore a radiofrequenza, potrebbe essere quello di allocare il carico computazionale non pi`u solo sulla CPU ma anche alla FPGA della motherboard. Infatti come si pu`o notare dalla figura 4.2 tra i devices disponibili per la creazione di un nuovo nodo si trova anche la Xilinxs FPGA, riferito alla FPGA di una USRP2.
In questo lavoro di tesi si `e implementato quindi un ricevitore per VHF marittimo, utilizzando come hardware una USRP2, su piattaforma Software Defined Radio di tipo SCA, OSSIE 0.8.1, con buoni risultati sia a livello di qualit`a audio del segnale ricevuto, sia a livello di consumo di risorse computazionali.
La ricezione ed elaborazione di segnali a radiofrequenza real-time ha reso il progetto meno semplice da realizzare. Ma la piattaforma di sviluppo utilizzata rendeva questo problema meno difficile da risolvere, fornendo un approccio di tipo user-friendly per quanto riguarda la realizzazione di una catena a blocchi per un sistema di ricezione. Inoltre la possibilit`a di apportare modifiche a basso livello attraverso il linguaggio C++ da una parte ha reso il tutto pi`u accessibile e modificabile, dall’altra comportava una conoscenza del linguaggio di programmazione direttamente proporzionale alla complessit`a del progetto che si intendeva realizzare.
Il ricevitore `e stato realizzato con un blocco che fa da selettore di canale, utilizzando il concetto di trasformata discreta di Fourier. Da questo punto di vista l’integrazione della libreria FFTW, per l’implementazione della Fast Fourier Transform, ha facilitato l’elaborazione e l’analisi dei segnali. Infatti avendo a disposizione i campioni numerici del segnale la rivelazione di un canale risulta semplice ed intuitiva con un carico computazionale ridotto.
L’uso della USRP2 per quanto riguarda il lato hardware fornisce un ulteriore vantaggio nella realizzazione di questo progetto. Il modulo USRP2, infatti, risulta facilmente integrabile in un progetto SDR che sfrutti OSSIE. Va considerato inoltre che i buoni risultati ottenuti sono stati raggiunti non sfruttando al massimo tutte le potenzialit`a della USRP2, ad esempio non si `
e fatto delle risorse di calcolo della FPGA a bordo della USRP2. Questo di conseguenza apre un vasto scenario per sviluppi futuri nell’ambito delle comunicazioni radio SCA-compliant se si considera anche la posssibilit`a di utilizzare diverse daughterboards presenti sul mercato. Essendo poi questo un progetto sviluppato in SDR esso eredita tutti i vantaggi che questo approccio porta. Uno di questi `e senza dubbio la possibilit`a di studiare ed analizzare il segnale blocco dopo blocco. Questo fornisce la possibilit`a di intervenire sul ricevitore in modo settoriale e non globale. Notevoli sono poi i vantaggi a livello di costo per progetti
di tipo software radio, dove una volta che si ha a disposizione un hardware affidabile tutte le modifiche e gli adattamenti vengono fatti a livello software con semplici operazioni di upgrade, che sono meno dispendiose di un cambiamento dell’hardware. Si capisce come sia possibile sfruttare questo lavoro per implementare inumerevoli applicazioni con ridotti costi di svilupppo.
Cenni su propagazione radio
BANDA CARATTERISTICHE DI PROPAGAZIONE SERVIZIO
VLF [3-30]KHz
Propagazione a guida d’onda tra superficie terrestre e ionosfera (Strati D ed E). Grande portata con scarsis- sima attenuazione. Penetrazione subacquea (qualche metro). Antenne di notevoli dimensioni. Sensibilit`a ai disturbi atmosferici.
- Omega
LF [30-300]KHz
Propagazione per onda di superficie. Onda di spazio presente di notte. Possibili interferenze tra onda di spazio ed onda di superficie. Media sensibilit`a ai dis- turbi atmosferici. Portata variabile, anche superiore alle 1000 miglia. - Loran C - Decca - Radiofari MF [300-3000]KHz
Propagazione per onda di superficie con portata inver- samente proporzionale alla frequenza. Onda ionosferi- ca assorbita di giorno dallo strato D e riflessa di notte dagli strati E ed F. Interferenze tra onde di spazio e onda di superficie con lente evanescenze. Scarsa sensibilit`a ai disturbi atmosferici. Portata variabile a seconda del tipo di antenna, del traffico, dell’ora e della stagione.
-Radiofari
-Com. Marittime
HF [3-30]MHz
Onda di superficie sempre pi`u attenuata al crescere della frequenza. Propagazione per onda di spazio con eccellente riflessione ionosferica (strati E ed F). Assor- bimento ionosferico diurno (Strato D). Portata anche mondiale con scarsi disturbi atmosferici.
VHF [30-300]MHz
Propagazione per onda diretta con sporadica onda di spazio. Onda di superficie inesistente.
Portata poco pi`u che ottica. Scarsissimi disturbi atmosferici. -Com. Marittime -Sistemi di Radiopo- sizionameto UHF [300-3000]MHz
Propagazione per onda diretta con penetrazione at- traverso la ionosfera. Portata illimitata nello spazio. Immune da disturbi atmosferici. Notevole direttivit`a.
-Sistemi Satellitari -Transit -Gps -Inmarsat SHF [3-30]GHz
Propagazione per onda diretta. Possibili onde rif- lesse di terra. Riflessione sugli ostacoli.Assorbimento atmosferico. Notevole direttivit`a.
-Radar
EHF
[30-300]GHz
Propagazione per onda diretta. Forte assorbimento atmosferico.
Canali Marittimi VHF
Canale TX(MHz) RX(MHz) Note
1 156.050 160.650
Corrispondenza pubblica ed operazioni portuali
2 156.100 160.700
3 156.150 160.650
4 156.200 160.650
5 156.250 160.650
6 156.300 Sicurezza nave nave
7 156.350 160.950 Corrispondenza pubblica ed operazioni portuali
8 156.400 Commerciale nave nave
9 156.450 Nave nave 10 156.500 11 156.550 Operazioni portuali 12 156.600
13 156.650 Sicurezza nave nave in navigazione
14 156.700 Operazioni portuali
15 156.750 Nave-nave e operazioni portuali
16 156.800 CHIAMATA E SOCCORSO INTERNAZIONALE
17 156.850 Nave-nave e operazioni portuali
18 156.900 161.500 Operazioni portuali 19 156.950 161.550 20 157.000 161.600 21 157.050 22 157.100 161.700 23 157.150 Corrispondenza pubblica 24 157.200 161.800 25 157.250 161.850
26 157.300 161.900 Corrispondenza pubblica 27 157.350 161.950 28 157.400 162.000 - 156.550 160.700 Navigazione sul Po Canale TX(MHz) RX(MHz) Note 60 156.025 160.625 Corrispondenza pubblica 61 156.075 160.675 62 156.125 160.725 63 156.175 160.775 64 156.225 160.825 65 156.275 160.875
66 156.325 160.925 Corrispondenza pubblica e operazioni portuali
67 156.375 Nave-nave
68 156.425
Operazioni portuali
69 156.475
70 156.525 DSC
71 156.575 Operzioni portuali non commerciali
72 156.625 Nave-nave non commerciale
73 156.675 Operazioni portuali 74 156.725 75 156.775 76 156.825 77 156.875 Nave-nave
78 156.925 161.525 Corrispondenza pubblica e operazioni portuali
79 156.975 161.575
Operazioni portuali
80 157.025 161.625
81 157.075 161.675
Corrispondenza pubblica e operazioni portuali
82 157.125 161.725
83 157.175 161.775
Corrispondenza pubblica e operazioni portuali
84 157.225 161.825
85 157.275 161.875
86 157.325 161.925
87 157.375 161.975
[1] U.S. Coast Guard, “An Overview of the Global Maritime Distress and Safety System”,http://www.navcen.uscg.gov/
[2] A. D’Agostino ”Studio di fattibilita di un ricevitore multicanale VHF-DSC in tecnolo- gia software radio” disponibile all’indirizzo:http://etd.adm.unipi.it/theses/available/etd- 03182008-172416/
[3] V. Piraino ”Un approccio di tipo Software-radio per la real- izzazione di un terminale ricevente VHF marittimo” disponibile all’indirizzo:http://etd.adm.unipi.it/theses/available/etd-06172008-185505/
[4] A. Sidoti ”Fattibilit`a e progetto di un ricevitore software per comunicazioni marittime” disponibile all’indirizzo:http://etd.adm.unipi.it/theses/available/etd-09062007-123944/
[5] L. Melette ”Design and implementation of a software-
defined VHF-DSC multichannel monitoring system” disponibile all’indirizzo:http://etd.adm.unipi.it/theses/available/etd-01202009-001845/
[5] http://www.wirelessinnovation.org/mc/page.do; [6] http://www.http://ossie.wireless.vt.edu/; [7] http://www.gnuradio.org/;
[8] OSSIE 0.8.1 Installation and User Guide scaricabile da
http://www.http://ossie.wireless.vt.edu/;
[9] FFTW research group website. Available:http://www.fftw.org/
[10] M.Frigo and S. G. Johnson, “The design and implementation of FFTW3”, Proceedings of the IEEE 93 (2), 216–231 (2005). Invited paper, Special Issue on Program Generation, Op- timization, and Platform Adaptation. Available:http://www.fftw.org/fftw-paper-ieee.pdf [11] http://www.gnuradio.org/;