Softwarově definovaný rádiový systém ( eng. Software-defined radio , SDR , Russian POR ) - rádiový vysílač a/nebo rádiový přijímač , který využívá technologii umožňující softwaru nastavovat nebo měnit provozní parametry rádiových frekvencí, včetně zejména frekvenčního rozsahu , typ modulace nebo výstupní výkon , s výjimkou změny provozních parametrů používaných v průběhu běžného předem definovaného provozu s rádiovými předvolbami , podle té či oné specifikace nebo systému.
POR provádí významnou část digitálního zpracování signálu na běžném osobním počítači nebo na FPGA . Účelem takového schématu je rádiový přijímač nebo rádiový vysílač libovolných rádiových systémů, který lze změnit softwarovou rekonfigurací (odtud alternativní název pro takové systémy - softwarově konfigurovatelný).
Takové rádiové systémy jsou široce používány pro vojenské aplikace [1] a bezdrátové komunikační služby, protože umožňují obsluhu velkého množství rádiových protokolů .
Zařízení POR se obvykle skládá ze superheterodynního přijímače, který převádí signál z rádiové frekvence na mezilehlé, analogově-digitální a digitálně-analogové převodníky ( ADC a DAC ).
V současné době se POR používají k implementaci jednoduchých rádiových modemů, zejména GSM , WiFi , WiMax . Postupem času se ERP může stát hlavní technologií v rádiové komunikaci. POR je předpokladem pro implementaci kognitivního rádia .
V ideálním přijímacím obvodu by byl ADC připojen přímo k anténě bez analogových voličů konvenčního rádiového přijímače . Digitální signálový procesor načte signál z převodníku a programově jej znázorní v požadované podobě.
Ideální vysílač by byl podobný. Digitální signálový procesor generuje proud čísel. Vstupují do vstupu DAC , jehož výstup je připojen přímo k anténě.
Ideální schéma není proveditelné kvůli technickým omezením. Hlavním problémem je obtížnost převodu signálu z analogové do digitální formy a inverzní konverze, a to jak vysokou rychlostí, tak vysokou přesností, bez výskytu rušení a bez pomoci elektromagnetické rezonance.
Hlavním limitujícím faktorem ve vývoji POR jsou ukazatele aplikovaného DAC a ADC. Rychlost digitální části neklade zásadní omezení. V praxi, zejména v případě přenosných a nositelných aplikací, však může být vyšší spotřeba energie silným argumentem proti používání ERP. Moderní vzorky DAC a ADC umožňují vytvářet POR systémy ve frekvenčním rozsahu až stovky megahertzů bez frekvenční konverze. Zároveň se pro dosažení limitních parametrů linearity, citlivosti a selektivity častěji používají obvody s frekvenčním převodem. Digitální zpracování lze provádět jak na univerzálních procesorech, tak pomocí obvodů implementovaných na FPGA nebo specializovaných integrovaných obvodech . První metoda je z hlediska spotřeby energie nejméně ekonomická a lze ji použít hlavně ve fázi vývoje systému kvůli snadnému ladění a rekonfiguraci. Řešení založená na FPGA a specializovaných mikroobvodech jsou mnohem (desítky a stovky a někdy tisícekrát) ekonomičtější. Použití FPGA také umožňuje rychle překonfigurovat systém. Specializované IC mají výhodu v nižší ceně a spotřebě energie a také v absenci nutnosti samostatného vývoje firmwaru. Takové mikroobvody se již dlouhou dobu vyrábějí jak v Rusku ( [2] ), tak v zahraničí ( [3] ).
Jeden z prvních systémů POR byl vyvinut americkou armádou s názvem SpeakEasy . Cílem projektu bylo pomocí softwarového zpracování emulovat více než 10 existujících vojenských rádiových systémů pracujících v rozsahu 2 až 20 MHz. Dalším cílem bylo umět podporovat jakákoli nová schémata kódování a modulace, aby armáda mohla používat pokročilejší modulace a kódování.
Tato technologie umožňuje nahradit širokou škálu existujících a vyvinutých konstrukcí rádiových přijímačů a transceiverů, sériových i především amatérských, postavených podle složitého superheterodynního obvodu, s omezeným počtem dostupných hardwarových jednotek běžících pod kontrola softwaru vyvinutého komunitou . To povede ke zjednodušení a snížení nákladů na návrhy, výraznému zlepšení výkonu, podpoře jakéhokoli typu modulace, vzniku velkého množství servisních funkcí a také urychlí vývoj, protože software lze vylepšovat současně celou komunitu. To bylo možné s příchodem cenově dostupných rychlých DAC a ADC (někdy stačí počítačová zvuková karta ) a snížením nákladů na PC a DSP procesory.
V roce 2013 bylo možné použít levné (< $ 20) DVB-T USB přijímače pomocí řadičů Realtek RTL2832U a tunerů Elonics E4000 nebo Rafael Micro R820T k vytvoření POR [1] . Byly použity k vytvoření širokopásmových přijímačů různých typů signálů ( FM , ADS-B , D-STAR , AIS ), radioteleskopu [4] . Lze použít ve spojení s GNU Radio . Do roku 2016 náklady na takové přijímače klesly na 7 USD.
ERP může najít uplatnění v systémech radiofrekvenční identifikace ( RFID ), které pracují na různých frekvencích a používají různé protokoly.
| Rádio | |
|---|---|
| Hlavní části | |
| Odrůdy | |
| amatérské rádio | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aktivita | |||||||
| radiosport |
| ||||||
| Předpisy | |||||||
| Organizace | |||||||
| Komunikační režimy |
| ||||||
| Technika | |||||||
| kultura |
| ||||||