Acesso remoto de dispositivos de rádio definido por software para uso educacional

Abstract

Resumo: Com a rápida evolução de sistemas de telecomunicações, muitos padrões são estudados e implementados, fazendo com que a demanda por dispositivos de radiofrequência configuráveis aumente. Estes dispositivos especiais em que é possível manipular parâmetros como taxa de amostragem, frequência, ganho, entre outros recursos são chamados de dispositivos de rádio definido por software, úteis em validações e testes de novas tecnologias. Porém, devido ao alto custo que apresentam, é relativamente raro o emprego de equipamentos que são capazes de transmitir e receber dados ao mesmo tempo, sobrando apenas algumas alternativas de baixo custo limitadas à recepção de sinais, sendo um desafio o emprego desses equipamentos no ensino em universidades. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é configurar e implementar um sistema de acesso remoto de dispositivos de rádio definido por software, para uso universitário, de modo que seja possível controlar remotamente equipamentos de rádio de custo elevado que normalmente não teriam seu acesso facilitado aos estudantes. Com o acesso através do protocolo Secure Shell, realiza-se uma conexão com um servidor executando o software de processamento de sinais digitais GNU Radio, em que a partir deste são enviados comandos para transmitir e receber sinais por meio de hardwares de radiofrequência. Através de estudos de caso, foi possível validar o sistema de acesso remoto por meio de computadores destinados aos professores e alunos, com diferentes arranjos de transmissores e receptores espalhados fisicamente no ambiente de testes dentro da universidade.

Abstract: With the rapid evolution of telecommunication systems, many standards are studied and deployed, increasing the demand for configurable radiofrequency devices. This kind of special device in which parameters like sampling rate, frequency, gain, and other resources are configurable is called software defined radio, extremely useful for testing and validation of new technologies. However, due to their higher cost, it is relatively rare the employment of equipment that is capable of both transmission and reception of signals, leaving only a few low-cost alternatives limited to reception only, challenging its use in the universities. Thus, the objective of this work is to configure and implement a remote access system consisting of software-defined radios, for university use, in which it is possible to remotely control expensive radio equipment that normally would be out of reach from the students. With the remote access done by the Secure Shell protocol, a connection with the server is established, executing the digital signal processing software GNU Radio from which commands are sent to transmit and receive signals across radiofrequency hardware. Through study cases, the remote access system was validated from computers destined to be used by students and instructors, with different transmitters and receiver arrangements physically scattered in the test ambients inside the university.