Kolekcje

Zrozumienie oprogramowania SDR odbiornika radiowego definiowanego programowo

Zrozumienie oprogramowania SDR odbiornika radiowego definiowanego programowo


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Technologia radiowa definiowana programowo znacznie się rozwinęła w ostatnich latach. Postęp w sprzęcie oznacza, że ​​koszty spadły, a wydajność wzrosła.

Oznacza to, że radiotelefony definiowane programowo są teraz widoczne we wszystkim, od wysokiej klasy sprzętu do komunikacji radiowej po proste moduły wtykowe USB dostępne po bardzo niskich kosztach.

Technologia radiowa definiowana programowo, SDR, jest w stanie zapewnić znaczące korzyści w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami radiowymi opartymi na sprzęcie. Wykorzystując moc przetwarzania cyfrowego, radiotelefony definiowane programowo są używane w wielu różnych zastosowaniach w wielu różnych obszarach.

Podstawowa koncepcja SDR

Podstawowa koncepcja radia programowego SDR polega na tym, że radio może być całkowicie skonfigurowane lub zdefiniowane przez oprogramowanie.

W idealnym świecie przychodzący sygnał jest natychmiast konwertowany na format cyfrowy, a następnie całkowicie cyfrowo przetwarzany.

I odwrotnie, w przypadku transmisji sygnał jest generowany cyfrowo i konwertowany na końcowy sygnał analogowy na antenie.

Takie podejście ma zalety polegające na tym, że radio można całkowicie przekonfigurować do nowej aplikacji, po prostu zmieniając oprogramowanie. Aktualizacje można wprowadzać, aby nadążać za nowymi formatami modulacji, nowymi aplikacjami itp., Po prostu aktualizując oprogramowanie.

Oznacza to również, że wspólna platforma sprzętowa może być używana w wielu różnych produktach i aplikacjach, zmniejszając w ten sposób koszty, jednocześnie utrzymując lub poprawiając wydajność.

Aplikacje radiowe zdefiniowane programowo

Koncepcja radia oprogramowania SDR ma zastosowanie w wielu obszarach zastosowań:

  • Komunikacja mobilna: Radiotelefony definiowane programowo są bardzo przydatne w takich dziedzinach, jak komunikacja mobilna. Aktualizacja oprogramowania umożliwia wprowadzanie zmian w dowolnych standardach, a nawet dodawanie nowych przebiegów wyłącznie poprzez aktualizację oprogramowania i bez konieczności wprowadzania zmian w sprzęcie. Można to zrobić nawet zdalnie, zapewniając w ten sposób znaczne oszczędności kosztów.
  • Badania i Rozwój: Radio definiowane programowo, SDR, jest bardzo przydatne w wielu projektach badawczych. Radiotelefony można skonfigurować tak, aby zapewniały dokładne wymagania dotyczące odbiornika i nadajnika dla dowolnej aplikacji, bez konieczności projektowania sprzętu od podstaw.
  • Wojskowy: Wojsko w znacznym stopniu wykorzystało technologię radiową definiowaną programowo, umożliwiając ponowne wykorzystanie sprzętu i aktualizację przebiegów sygnału w razie potrzeby.
  • Radio amatorskie: Krótkofalowcy z dużym powodzeniem zastosowali technologię radiową definiowaną programowo, wykorzystując ją w celu zapewnienia lepszej wydajności i elastyczności.
  • Inny: Istnieje wiele innych aplikacji, które mogą korzystać z technologii SDR, umożliwiając dokładne dostosowanie radia do wymagań za pomocą regulacji oprogramowania.

Istnieje wiele możliwości rozważenia zastosowania koncepcji radia definiowanego programowo, SDR. Wraz z upływem czasu i postępem technologii możliwe będzie zastosowanie tej koncepcji w nowych obszarach.

Definicja radia zdefiniowana programowo

Chociaż może wydawać się to banalne ćwiczenie, utworzenie definicji radia definiowanego programowo nie jest tak proste, jak się wydaje. Konieczne jest również stworzenie solidnej definicji z wielu powodów, w tym zastosowań regulacyjnych, kwestii norm i umożliwienia szybszego rozwoju technologii SDR.

Pojawiło się wiele definicji, które mogą obejmować definicję radia definiowanego programowo, SDR. Samo forum SDR zdefiniowało dwa główne typy oprogramowania zawierającego radio w następujący sposób:

  • Radio sterowane programowo: Radio, w którym niektóre lub wszystkie funkcje warstwy fizycznej są sterowane programowo. Innymi słowy, ten typ radia wykorzystuje oprogramowanie tylko do zapewnienia kontroli różnych funkcji, które są ustawione w radiu.
  • Radio definiowane programowo: Radio, w którym niektóre lub wszystkie funkcje warstwy fizycznej są definiowane programowo. Innymi słowy, oprogramowanie służy do określenia specyfikacji radia i tego, co robi. Jeśli oprogramowanie radiotelefonu zostanie zmienione, jego działanie i funkcja mogą ulec zmianie.

Inną definicją, która wydaje się obejmować istotę radia definiowanego programowo, SDR, jest to, że ma on ogólną platformę sprzętową, na której działa oprogramowanie zapewniające funkcje, w tym modulację i demodulację, filtrowanie (w tym zmiany szerokości pasma) i inne funkcje, takie jak wybór częstotliwości i w razie potrzeby przeskok częstotliwości. Przez rekonfigurację lub zmianę oprogramowania zmienia się działanie radia.

Aby to osiągnąć, technologia radiowa definiowana programowo wykorzystuje moduły programowe, które działają na ogólnej platformie sprzętowej składającej się z procesorów cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP), a także procesorów ogólnego przeznaczenia do realizacji funkcji radiowych do nadawania i odbierania sygnałów.

W idealnym świecie emitowany byłby sygnał na końcowej częstotliwości i na odpowiednim poziomie, i podobnie do odbioru, sygnał z anteny byłby bezpośrednio konwertowany na cyfry, a całe przetwarzanie odbywało się pod kontrolą oprogramowania. W ten sposób nie ma ograniczeń sprzętowych. Aby to osiągnąć, konwersja cyfrowo-analogowa do transmisji musiałaby mieć stosunkowo dużą moc, zależną od aplikacji, a także musiałaby mieć bardzo niski poziom szumów do odbioru. W rezultacie pełna definicja oprogramowania nie jest zwykle możliwa.

JTRS SDR

JTRS, Joint Tactical Radio System, to inicjatywa radiowa definiowana programowo, która zapewniła główny impuls do rozwoju technologii radiowej definiowanej programowo.

Skierowany głównie do zastosowań wojskowych, JTRS miał na celu poprawę interoperacyjności między różnymi sieciami bezprzewodowymi, radiotelefonami polowymi i urządzeniami.

Inicjatywa JTRS obejmowała zarówno oprogramowanie, jak i sprzęt, technologię SDR, tak aby można było opracować wielomodowe, wielopasmowe i wielofunkcyjne urządzenia bezprzewodowe oraz sprzęt sieciowy. Celem wykorzystania technologii SDR było to, aby można je było dynamicznie zmieniać, ulepszać i ulepszać poprzez aktualizacje oprogramowania i rekonfigurację sprzętu.

JTRS był szczególnie atrakcyjną propozycją, zwłaszcza dla operacji koalicyjnych, w których siły z różnych krajów mogą działać razem. Radiotelefony mogą zostać ponownie skonfigurowane, aby umożliwić komunikację między żołnierzami z różnych krajów itp.

Zalety i wady radiotelefonów definiowanych programowo

Jak w przypadku każdej technologii, korzystanie z technologii radiowej definiowanej programowo ma swoje zalety i wady.

Zalety technologii SDR

  • Możliwe jest osiągnięcie bardzo wysokich poziomów wydajności.
  • Wydajność można zmienić, aktualizując oprogramowanie (nie będzie jednak możliwa aktualizacja atrybutów zależnych od sprzętu).
  • Istnieje możliwość zmiany konfiguracji radiotelefonów poprzez aktualizację oprogramowania
  • Ta sama platforma sprzętowa może być używana dla kilku różnych radiotelefonów.

Wady technologii SDR

  • Przetworniki analogowo-cyfrowe ograniczają górne częstotliwości, które mogą być wykorzystywane przez sekcję cyfrową.
  • Dla bardzo proste radia podstawowa platforma może być zbyt droga.
  • Opracowanie radiotelefonu programowalnego wymaga umiejętności zarówno w zakresie sprzętu, jak i oprogramowania.

Coraz częściej używane są radia sterowane programowo. Ponieważ moc obliczeniowa staje się tańsza we wdrożeniu, radiotelefony oparte na SDR są coraz częściej wykorzystywane w aplikacjach z wyższej półki, a także coraz częściej przechodzą do radiotelefonów niższej klasy.

Jedną z głównych zalet technologii SDR jest to, że można ją skonfigurować tak, aby dokładnie spełniała wymagania użytkownika - niewielkie zmiany w oprogramowaniu mogą sprawić, że radio będzie dokładnie spełniało wymagania. Również w przypadku oprogramowania typu open source, takiego jak oprogramowanie GNU, wdrażanie staje się coraz łatwiejsze.


Obejrzyj wideo: Using Software Defined Radio Without SDR Hardware - WebSDR (Może 2022).