Sistema de radio definido por software ( ing. Radio definida por software , SDR , POR ruso ) - un transmisor de radio y / o receptor de radio que utiliza tecnología que permite que el software establezca o cambie los parámetros operativos de frecuencia de radio, incluido, en particular, el rango de frecuencia , tipo de modulación o potencia de salida , con la excepción de cambiar los parámetros de operación utilizados en el curso de la operación normal predefinida con preajustes de radio , según una u otra especificación o sistema.
El POR realiza una parte significativa del procesamiento de la señal digital en una computadora personal convencional o en una FPGA . El propósito de dicho esquema es un receptor de radio o un transmisor de radio de sistemas de radio arbitrarios, que se pueden cambiar mediante la reconfiguración del software (de ahí el nombre alternativo para tales sistemas: software configurable).
Dichos sistemas de radio son ampliamente utilizados para aplicaciones militares [1] y servicios de comunicación inalámbrica, ya que permiten atender una gran cantidad de protocolos de radio .
El equipo POR generalmente consta de un receptor superheterodino que convierte la señal de radiofrecuencia en convertidores intermedios, analógico a digital y digital a analógico ( ADC y DAC ).
Actualmente, los POR se utilizan para implementar módems de radio simples, en particular GSM , WiFi , WiMax . Con el tiempo, ERP puede convertirse en la tecnología principal en las comunicaciones por radio. POR es un requisito previo para la implementación de la radio cognitiva .
En un circuito receptor ideal , el ADC estaría conectado directamente a la antena , sin los selectores analógicos de un receptor de radio convencional . El procesador de señal digital leerá la señal del convertidor y la representará mediante programación en la forma requerida.
Un transmisor ideal sería similar. El procesador de señal digital genera un flujo de números. Entran en la entrada DAC , cuya salida se conecta directamente a la antena.
El esquema ideal no es factible debido a limitaciones técnicas. El principal problema es la dificultad de convertir la señal de forma analógica a digital y conversión inversa, tanto a alta velocidad como con gran precisión, sin la aparición de interferencias y sin la ayuda de la resonancia electromagnética.
El principal factor limitante en el desarrollo de POR son los indicadores de DAC y ADC aplicados. La velocidad de la parte digital no impone restricciones fundamentales. Sin embargo, en la práctica, especialmente en el caso de aplicaciones portátiles y vestibles, un mayor consumo de energía puede ser un fuerte argumento en contra del uso de ERP. Las muestras modernas de DAC y ADC permiten crear sistemas POR en el rango de frecuencia de hasta cientos de megahercios sin conversión de frecuencia. Al mismo tiempo, para lograr los parámetros limitantes de linealidad, sensibilidad y selectividad, se utilizan con mayor frecuencia circuitos con conversión de frecuencia. El procesamiento digital se puede llevar a cabo tanto en procesadores de uso general como utilizando circuitos implementados en FPGA o circuitos integrados especializados . El primer método es el menos económico en términos de consumo de energía y se puede utilizar principalmente en la etapa de desarrollo del sistema, debido a la facilidad de depuración y reconfiguración. Las soluciones basadas en FPGA y microcircuitos especializados son mucho (decenas y cientos, ya veces miles de veces) más económicas. El uso de FPGA también le permite reconfigurar rápidamente el sistema. Los circuitos integrados especializados tienen la ventaja de un menor precio y consumo de energía, así como la ausencia de la necesidad de desarrollar firmware de forma independiente. Dichos microcircuitos se han producido durante mucho tiempo tanto en Rusia ( [2] ) como en el extranjero ( [3] ).
Uno de los primeros sistemas POR fue desarrollado por el ejército estadounidense llamado SpeakEasy . El objetivo del proyecto era utilizar el procesamiento de software para emular más de 10 sistemas de radio militares existentes que operan en el rango de 2 a 20 MHz. Otro objetivo era poder admitir cualquier nuevo esquema de codificación y modulación para que los militares pudieran usar modulaciones y codificaciones más avanzadas.
Esta tecnología permite reemplazar una gran variedad de diseños existentes y desarrollados de receptores y transceptores de radio, tanto en serie como, sobre todo, de aficionados, construidos según un circuito superheterodino complejo , con un número limitado de unidades de hardware disponibles que funcionan bajo el control del software desarrollado por la comunidad . Esto conducirá a la simplificación y reducción del costo de los diseños, una mejora significativa en el rendimiento, soporte para cualquier tipo de modulación, la aparición de una gran cantidad de funciones de servicio, y también acelerará el desarrollo, ya que el software puede ser mejorado simultáneamente por toda la comunidad. Esto se hizo posible con la llegada de DAC y ADC rápidos y asequibles (a veces, una tarjeta de sonido de computadora es suficiente) y la reducción en el costo de las PC y los procesadores DSP.
En 2013, se hizo posible usar receptores USB DVB-T baratos (<$20) usando controladores Realtek RTL2832U y sintonizadores Elonics E4000 o Rafael Micro R820T para crear POR [1] . Se utilizaron para crear receptores de banda ancha de diferentes tipos de señales ( FM , ADS-B , D-STAR , AIS ), un radiotelescopio [4] . Se puede utilizar junto con GNU Radio . Para 2016, el costo de dichos receptores se había reducido a $7.
ERP puede encontrar aplicación en sistemas de identificación por radiofrecuencia ( RFID ) que operan en diferentes frecuencias y usan diferentes protocolos.
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