SDR (Radio de definición de software), "Radio de definición de software" es una tecnología de comunicación de radiodifusión, que se basa en un protocolo de comunicación inalámbrica definido por software en lugar de una implementación cableada. En otras palabras, las bandas de frecuencia, los protocolos y las funciones de la interfaz aérea se pueden actualizar mediante descargas y actualizaciones de software sin reemplazar completamente el hardware. SDR proporciona soluciones efectivas y seguras al problema de construir dispositivos de comunicación inalámbrica multimodo, multifrecuencia y multifunción.
SDR se puede reprogramar o reconfigurar, de modo que se puedan utilizar diferentes formas de onda y operaciones de protocolo mediante la carga dinámica de nuevas formas de onda y protocolos. Estas formas de onda y protocolos contienen una variedad de partes diferentes, incluidas técnicas de modulación, características de seguridad y rendimiento definidas como parte de la propia forma de onda en el software.
Con el desarrollo de las comunicaciones móviles, a partir de principios de la década de 1990, se ha popularizado el concepto de Software Radio (Software Radio). Debido a la coexistencia de múltiples estándares de comunicación inalámbrica digital, como GSM, CDMA-IS95, etc., cada estándar tiene diferentes requisitos para sus teléfonos móviles, y los teléfonos móviles de diferentes estándares no se pueden interconectar. Para resolver este problema, el programa de radio de software propone recolectar todas las señales aéreas de 2MHz a 2000MHz para muestreo, cuantificación y conversión en señales digitales para procesamiento de software. En otras palabras, todas las señales de comunicación inalámbrica que puedan existir en el aire se reciben para su procesamiento digital, para comunicarse con la estación base de cualquier estándar de comunicación inalámbrica. En teoría, los teléfonos móviles que utilizan tecnología de radio por software son compatibles con cualquier estándar de comunicación inalámbrica. Aunque la radio por software tiene buenas perspectivas de aplicación en teoría, requiere capacidades de procesamiento de software y hardware de muy alta velocidad en aplicaciones prácticas. Debido a la limitación del nivel de tecnología de hardware, hasta hoy, el concepto de radio de software puro no se ha utilizado ampliamente en productos reales. Sin embargo, una tecnología de radio definida por software basada en el concepto de radio definida por software ha atraído cada vez más atención. En la reunión del UIT-8F celebrada en octubre de 2001, se recomendó la radio definida por software como la dirección más probable para el desarrollo de las comunicaciones inalámbricas en el futuro. La radio definida por software es un sistema y una arquitectura. Debe tener la capacidad de ser reprogramable y reconfigurable, de modo que el equipo pueda usarse en múltiples estándares, múltiples bandas de frecuencia y lograr múltiples funciones. No solo utilizará dispositivos programables para lograr el procesamiento de señales digitales de Banda Base, sino que también programará y reconstruirá los circuitos analógicos de radiofrecuencia y frecuencia intermedia. Los requisitos actuales para las funciones de radio definidas por software incluyen: la capacidad de reprogramar y restablecer, la capacidad de proporcionar y cambiar servicios y la capacidad de admitir múltiples capacidades estándar y capacidades de utilización inteligente del espectro, etc. Cabe señalar que SDR no es una tecnología aislada, sino una plataforma común que se puede utilizar para todas las tecnologías.
La diferencia más importante entre la radio definida por software y la radio definida por software es que la primera no requiere que se reciban todas las señales inalámbricas en el aire en la banda de frecuencia completa (2MHz ～ 2000MHz), sino a través de la configuración manual / búsqueda automática, una banda de frecuencia es una banda de frecuencia. Descubra la banda de frecuencia y el sistema más adecuados para la comunicación en el aire actual. Como todos sabemos, debido a varias razones, el estándar IMT2000 o 3G no formó un estándar unificado global como se preveía en su intención original, sino que formó WCDMA en Europa, cdma2000 en Norteamérica y TD-SCDMA en China como representantes. Serie de estándares. Uno de los problemas provocados por múltiples estándares diferentes es el roaming y los problemas de compatibilidad de los teléfonos móviles entre diferentes estándares estándar. Además, teniendo en cuenta la transición sin problemas del estándar 3G del estándar 2G existente, los teléfonos móviles 3G también deberían admitir los protocolos GSM y CDMA-IS95. Si se usa tecnología de radio definida por software, se usa una plataforma de software general, y se usa el método de configuración manual / búsqueda automática para trabajar en la posible banda de frecuencia de trabajo y el modo estándar a su vez, y la señal digital recibida es procesada por un objetivo. esquema de procesamiento de software. Seleccionar y saltar a la banda de frecuencia de trabajo más adecuada y al estándar de comunicación puede lograr una compatibilidad total con varios modos, y sus ventajas serán evidentes. Por supuesto, para lograr el objetivo de SDR, las personas aún deben enfrentar grandes desafíos, incluida la arquitectura, la banda ancha programable, la tecnología de radiofrecuencia configurable y de frecuencia intermedia, etc. Cuando se utilizan esquemas de radio definidos por software para implementar diferentes estándares de comunicación inalámbrica, el estándar TD-SCDMA es más fácil de combinar con esquemas de radio definidos por software debido a sus características. Porque TD-SCDMA es el único estándar que diseña explícitamente antenas inteligentes y tecnología de modulación digital de alta velocidad en el estándar, y claramente usa tecnología de radio de software para implementarlo. Al mismo tiempo, la tecnología TD-SCDMA es relativamente conveniente de implementar con SDR. En primer lugar, el ancho de banda de cada banda de frecuencia en el estándar TD-SCDMA es relativamente estrecho y la cantidad de procesamiento de la señal no es muy grande. Es fácil de implementar utilizando una plataforma de software en lugar de una plataforma de hardware que requiere una velocidad de procesamiento muy alta. Por lo tanto, es muy fácil trasplantarlo a una solución de radio definida por software. , No es necesario considerar cómo cambiar de una plataforma de hardware a una plataforma de software. En segundo lugar, en el estándar TD-SCDMA, tanto las señales de enlace ascendente como las de enlace descendente utilizan transmisión síncrona, por lo que se pueden usar esquemas de demodulación coherentes con esquemas de implementación relativamente simples durante la demodulación, en lugar de una demodulación incoherente compleja, que también hace que la capacidad de procesamiento de programación del software sea más fácil de usar. lograr
Radio de software de código abierto
Radio definida por software de código abierto (Gnuradio) o Radio definida por software de código abierto es un conjunto de herramientas de software gratuito para aprender, construir e implementar sistemas de radio definidos por software. Iniciado en 2001, Gnuradio es ahora uno de los proyectos oficiales de GNU. El filántropo John Gilmore inició y donó $ 320,000.00 (EE. UU.) A Eric Blossom para la construcción y el mantenimiento del código.
Gnuradio es un programa de procesamiento de señales de radio, que se distribuye bajo los términos de GNU GPL. Su propósito es brindar a los programadores de software ordinarios la oportunidad de explorar las ondas electromagnéticas y estimular su uso inteligente de las ondas de radiofrecuencia.
Como ocurre con la definición de todos los sistemas de radio definidos por software, la reconfigurabilidad es su función más importante. Ya no es necesario comprar una gran cantidad de equipos de transmisión y recepción, siempre que uno pueda cargarse con un software de procesamiento de señales (aquí: Gnuradio) equipo general. Aunque solo define algunas funciones de radio limitadas en la actualidad, siempre que comprenda el mecanismo (algoritmo) del sistema de transmisión inalámbrica, puede aceptarlo en cualquier configuración.
Gnuradio se originó a partir de la rama del código Pspectra desarrollado por el equipo de proyecto SpectrumWare del Instituto de Tecnología de Massachusetts en los Estados Unidos. Fue reescrito por completo en 2004. Así que el Gnuradio de hoy no contiene ningún código del Pspectra original. También vale la pena mencionar que Pspectra se ha utilizado para crear el Vanu Software Radio comercial.
Gnuradio ha desarrollado Universal Software Radio Peripheral (USRP), que es un ADC de 12 bits con 4 64 MS / s, 4 DAC de 14 bits a 128 MS / sy otras líneas de soporte que incluyen una interfaz USB 2.0 de alta velocidad. El USRP puede manejar frecuencias de señal de hasta 16 MHz de ancho. Algunas placas auxiliares enchufables para transmisores y receptores pueden cubrir la banda de frecuencia de 0 a 5.9 MHz. Fue desarrollado por Ettus.
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