SDR (Software DefiniTIon Radio), "Software DefiniTIon Radio" è una tecnologia di comunicazione radiofonica basata su un protocollo di comunicazione wireless definito dal software anziché sull'implementazione cablata. In altre parole, le bande di frequenza, i protocolli e le funzioni dell'interfaccia aerea possono essere aggiornati tramite download e aggiornamenti di software senza sostituire completamente l'hardware. SDR fornisce soluzioni efficaci e sicure al problema della costruzione di dispositivi di comunicazione wireless multimodali, multifrequenza e multifunzione.
SDR può essere riprogrammato o riconfigurato, in modo che diverse forme d'onda e operazioni di protocollo possano essere utilizzate caricando dinamicamente nuove forme d'onda e protocolli. Queste forme d'onda e protocolli contengono una varietà di parti diverse, comprese tecniche di modulazione, caratteristiche di sicurezza e prestazioni definite come parte della forma d'onda stessa nel software.
Con lo sviluppo delle comunicazioni mobili, a partire dai primi anni '1990, è diventato popolare il concetto di Software Radio (Software Radio). A causa della coesistenza di più standard di comunicazione wireless digitale, come GSM, CDMA-IS95, ecc., ogni standard ha requisiti diversi per i suoi telefoni cellulari e i telefoni cellulari di standard diversi non possono essere interconnessi. Per risolvere questo problema, il programma radio software propone di raccogliere tutti i segnali aerei da 2MHz a 2000MHz per il campionamento, la quantizzazione e la conversione in segnali digitali per l'elaborazione software. In altre parole, tutti i segnali di comunicazione wireless che possono esistere nell'aria vengono ricevuti per l'elaborazione digitale, in modo da comunicare con la stazione base di qualsiasi standard di comunicazione wireless. In teoria, i telefoni cellulari che utilizzano la tecnologia radio software sono compatibili con qualsiasi standard di comunicazione wireless. Sebbene la radio software abbia in teoria buone prospettive applicative, nelle applicazioni pratiche richiede capacità di elaborazione software e hardware ad altissima velocità. A causa della limitazione del livello di tecnologia hardware, fino ad oggi, il concetto di radio software puro non è stato ampiamente utilizzato nei prodotti attuali. Tuttavia, una tecnologia radio definita dal software basata sul concetto di radio definita dal software ha attirato sempre più attenzione. Alla riunione ITU-8F tenutasi nell'ottobre 2001, la radio definita dal software è stata raccomandata come la direzione più probabile per lo sviluppo delle comunicazioni wireless in futuro. La radio definita dal software è un sistema e un'architettura. Deve avere la capacità di essere riprogrammabile e riconfigurabile, in modo che l'apparecchiatura possa essere utilizzata in più standard, più bande di frequenza e ottenere più funzioni. Non utilizzerà solo dispositivi programmabili per ottenere l'elaborazione del segnale digitale in banda base, ma anche programmare e ricostruire i circuiti analogici di radiofrequenza e frequenza intermedia. Gli attuali requisiti per le funzioni radio definite dal software includono: la capacità di riprogrammare e ripristinare, la capacità di fornire e modificare i servizi e la capacità di supportare più funzionalità Standard e capacità di utilizzo intelligente dello spettro e così via. Va notato che SDR non è una tecnologia isolata, ma una piattaforma comune che può essere utilizzata per tutte le tecnologie.
La differenza più importante tra la radio definita dal software e la radio definita dal software è che la prima non richiede la ricezione di tutti i segnali wireless aerei nell'intera banda di frequenza (2 MHz～2000 MHz), ma attraverso la configurazione manuale/ricerca automatica, una banda di frequenza è una banda di frequenza. Scopri la banda di frequenza e il sistema più adatti per la comunicazione nell'aria corrente. Come tutti sappiamo, per vari motivi, lo standard IMT2000 o 3G non ha formato uno standard unificato globale come previsto dall'intenzione originale, ma ha formato WCDMA in Europa, cdma2000 in Nord America e TD-SCDMA in Cina come rappresentanti. Serie di norme. Uno dei problemi causati da più standard diversi è il roaming e i problemi di compatibilità dei telefoni cellulari tra diversi standard standard. Inoltre, considerando la transizione graduale dello standard 3G dallo standard 2G esistente, i telefoni cellulari 3G dovrebbero supportare anche i protocolli GSM e CDMA-IS95. Se viene utilizzata la tecnologia radio definita dal software, viene utilizzata una piattaforma software generale e il metodo di configurazione manuale/ricerca automatica viene utilizzato per lavorare nella possibile banda di frequenza di lavoro e nella modalità standard a sua volta, e il segnale digitale ricevuto viene elaborato da un target schema di elaborazione del software. La selezione e il passaggio alla banda di frequenza di lavoro più adatta e allo standard per la comunicazione possono ottenere la piena compatibilità con varie modalità e i suoi vantaggi saranno evidenti. Naturalmente, per raggiungere l'obiettivo di SDR, le persone devono ancora affrontare enormi sfide, tra cui architettura, banda larga programmabile, radiofrequenza configurabile e tecnologia a frequenza intermedia e così via. Quando si utilizzano schemi radio definiti dal software per implementare diversi standard di comunicazione wireless, lo standard TD-SCDMA è più facile da combinare con schemi radio definiti dal software grazie alle sue caratteristiche. Perché TD-SCDMA è l'unico standard che progetta esplicitamente antenne intelligenti e tecnologia di modulazione digitale ad alta velocità nello standard e utilizza chiaramente la tecnologia radio software per implementarlo. Allo stesso tempo, la tecnologia TD-SCDMA è relativamente conveniente da implementare con SDR. Innanzitutto, la larghezza di banda di ciascuna banda di frequenza nello standard TD-SCDMA è relativamente stretta e la quantità di elaborazione del segnale non è molto grande. È facile da implementare utilizzando una piattaforma software anziché una piattaforma hardware che richiede una velocità di elaborazione molto elevata. Pertanto, è molto facile trapiantare in una soluzione radio definita dal software. , Non c'è bisogno di considerare come passare da una piattaforma hardware a una piattaforma software. In secondo luogo, nello standard TD-SCDMA, sia i segnali uplink che downlink utilizzano la trasmissione sincrona, quindi durante la demodulazione è possibile utilizzare schemi di demodulazione coerenti con schemi di implementazione relativamente semplici, invece di demodulazione incoerente complessa, che rende anche la capacità di elaborazione della programmazione del software Down, facile da raggiungere
Software radio open source
Open Source Software Defined Radio (Gnuradio) o Open Source Software Defined Radio è un toolkit software gratuito per l'apprendimento, la creazione e l'implementazione di sistemi radio definiti dal software. Avviato nel 2001, Gnuradio è ora uno dei progetti ufficiali di GNU. Il filantropo John Gilmore ha avviato e donato $ 320,000.00 (US) a Eric Blossom per la costruzione e la manutenzione del codice.
Gnuradio è un programma di elaborazione del segnale radio, distribuito secondo i termini della GNU GPL. Il suo scopo è fornire ai normali programmatori di software opportunità per esplorare le onde elettromagnetiche e stimolare il loro uso intelligente delle onde a radiofrequenza.
Come per la definizione di tutti i sistemi radio definiti dal software, la riconfigurabilità è la sua funzione più importante. Non è più necessario acquistare molte apparecchiature di trasmissione e ricezione, purché si possa caricare un software di elaborazione del segnale (qui: Gnuradio) apparecchiature generali. Sebbene al momento definisca solo alcune funzioni radio limitate, se si comprende il meccanismo (algoritmo) del sistema di trasmissione wireless, è possibile accettarlo in qualsiasi configurazione.
Gnuradio ha avuto origine dal ramo del codice Pspectra sviluppato dal team di progetto SpectrumWare del Massachusetts Institute of Technology negli Stati Uniti. È stato completamente riscritto nel 2004. Quindi Gnuradio di oggi non contiene alcun codice del Pspectra originale. Vale anche la pena ricordare che Pspectra è stato utilizzato per creare la Vanu Software Radio commerciale.
Gnuradio ha sviluppato l'Universal Software Radio Peripheral (USRP), che è un ADC a 12 bit con 4 64 MS/s, 4 DAC a 14 bit a 128 MS/s e altre linee di supporto tra cui un'interfaccia USB 2.0 ad alta velocità. L'USRP può gestire frequenze di segnale fino a 16 MHz di larghezza. Alcune schede figlie plug-in per trasmettitori e ricevitori possono coprire la banda di frequenza da 0 a 5.9 MHz. È stato sviluppato da Ettus.
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