Το ραδιόφωνο λογισμικού (SDR) είναι μία από τις σημαντικότερες αλλαγές στον τομέα των ασύρματων επικοινωνιών.Το SDR μεταφέρει το μεγαλύτερο μέρος της επεξεργασίας στον ψηφιακό τομέαΑντικαθιστώντας τα χαρακτηριστικά που επικεντρώνονται στο υλικό με αλγόριθμους που βασίζονται σε λογισμικό, η SDR παρέχει απαράμιλλη ευελιξία που επιτρέπει στους σχεδιαστές να αναβαθμίζουν τις δυνατότητες, να προσαρμόζονται σε νέα πρωτόκολλα,και να επεκτείνει τον κύκλο ζωής του συστήματος χωρίς να επανασχεδιάσει το υλικό.g.
Αυτή η ταχεία ικανότητα επαναδιαμόρφωσης καθιστά το SDR απαραίτητο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από αμυντικά συστήματα και αεροδιαστημικές εγκαταστάσεις έως υποδομές 5G, δορυφορικές επικοινωνίες,και ηλεκτρονικό εξοπλισμό δοκιμών.
Πώς διαφέρει το SDR από τα παραδοσιακά ραδιοφωνικά συστήματα
Στους παραδοσιακούς δέκτες ραδιοφωνίας, το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας γίνεται από αναλογικά εξαρτήματα: ο μικρέας μετατρέπει το εισερχόμενο σήμα προς τα κάτω, το φίλτρο αναδιαμορφώνει το φάσμα,και ο διαμορφωτής ή ο αποδιαμορφωτής ανακτά τις πληροφορίεςΗ αναλογική σύνδεση είναι άκαμπτη και ευαίσθητη στον θόρυβο και πρέπει να αναδιαμορφώνεται για κάθε νέα ζώνη ή πρότυπο.
Αντίθετα, το SDR ελαχιστοποιεί το αναλογικό front-end - συνήθως μόνο την κεραία και τα βασικά κυκλώματα RF front-end (Σχήμα 1).και η βαριά δουλειά ολοκληρώνεται από το λογισμικόΗ διαμόρφωση, η απομόρφωση, ο φιλτραρισμός καναλιών, η διόρθωση σφαλμάτων και η αποκωδικοποίηση πραγματοποιούνται ψηφιακά.ο ψηφιακός μετατροπέας σε αναλογικό (DAC) μετατρέπει τα επεξεργασμένα δεδομένα πίσω στο σήμα RF, η οποία επίσης ελέγχεται από το πρόγραμμα.
Βασική εικόνα διαδικασίας SDR
Σχήμα 1: Βασική διαδικασία SDR (πηγή εικόνας: iWave Global)
Αυτή η αλλαγή απελευθερώνει τεράστια ευελιξία: το ίδιο ραδιοεξοπλισμό μπορεί να υποστηρίξει το Wi-Fi σήμερα, το 5G αύριο, και ασφαλείς τακτικές επικοινωνίες αύριο - όλα με ενημερώσεις λογισμικού.
RFSoC: Ιδανική πλατφόρμα για τα ΕΔΔ
Η κατασκευή υψηλής απόδοσης SDR απαιτεί υπερ-ταχεία μετατροπέα, ισχυρή δομή επεξεργασίας και χαμηλή καθυστέρηση στο κανάλι δεδομένων.Η οικογένεια RFSoC πληροί αυτές τις απαιτήσεις ενσωματώνοντας τον ακόλουθο εξοπλισμό:
Δοκιμαστική RF-ADC και RF-DAC πολλαπλών gigabits
Προγραμματισμένη λογική συσκευή FPGA για DSP σε πραγματικό χρόνο
Ενσωματωμένο βραχίονα για τον έλεγχο λογισμικού ® επεξεργαστή
Υψηλής ταχύτητας μνήμη και διεπαφή δέκτη
Η RFSoC ενσωματώνει πολλές διακριτές συσκευές που απαιτούνταν προηγουμένως σε μια ενιαία συσκευή, απλοποιώντας σημαντικά το σχεδιασμό πλακέτων κυκλωμάτων.και βελτιώνει την ακεραιότητα του σήματοςΓια εφαρμογές RF σε πραγματικό χρόνο με πολύ υψηλή ακρίβεια χρονισμού και απαιτήσεις απόδοσης, το RFSoC προσφέρει μια ολοκληρωμένη λύση με εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση και στενό συγχρονισμό.
Δυνατότητα άμεσης δειγματοληψίας ραδιοσυχνοτήτων
Ένα από τα αποφασιστικά πλεονεκτήματα του RFSoC είναι η ικανότητά του να υποστηρίζει πολλαπλά ποσοστά δειγματοληψίας GSPS.ενώ το RF-DAC μπορεί να παράγει έξοδο υπερείσχυσης ζώνης, και οι δύο δεν εξαρτώνται από το ενδιάμεσο στάδιο μετατροπής προς τα κάτω.
Αυτό καθιστά δυνατή τη διαμόρφωση ραδιοφωνικών ράκων "σχεδόν όλων των ψηφιακών" έτσι ώστε τα πρότυπα όπως το Wi-Fi των 2,4 GHz, τα νέα ραδιόφωνα 5G των 3,5 GHz και τα 800 MHz προς 1.Οι ζώνες κυτταρικών 8 GHz μπορούν να ψηφιοποιηθούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία απευθείαςΑντίθετα, πολλές προετοιμασμένες πλατφόρμες SDR περιορίζονται σε ρυθμούς δειγματοληψίας δεκάδων ή εκατοντάδων MHz και, ως εκ τούτου, βασίζονται σε αναλογικούς αναμιγνυτές για να μετατοπίσουν το σήμα προς τη μεσαία συχνότητα.
Με την εξάλειψη αυτών των αναλογικών επιπέδων, τα SDR που βασίζονται σε RFSoC επιτρέπουν υψηλότερη πιστότητα, χαμηλότερη καθυστέρηση και πιο συμπαγές σχεδιασμό (Σχήμα 2).