Το ραδιόφωνο που καθορίζεται από λογισμικό (SDR) είναι μία από τις σημαντικότερες αλλαγές στον τομέα της ασύρματης επικοινωνίας.Ενώ το SDR είναι διαφορετικό καθώς μεταφέρει το μεγαλύτερο μέρος της επεξεργασίας στο ψηφιακό τομέαΑντικαθιστώντας τις λειτουργίες που βασίζονται στο υλικό με αλγόριθμους που βασίζονται σε λογισμικό, η SDR έχει αποκτήσει απαράμιλλη ευελιξία, επιτρέποντας στους σχεδιαστές να αναβαθμίσουν τις λειτουργίες, να προσαρμοστούν σε νέα πρωτόκολλα,και να επεκτείνει τους κύκλους ζωής του συστήματος χωρίς την ανάγκη να επανασχεδιάσει το υλικό.
Αυτή η ταχεία δυνατότητα επαναδιαμόρφωσης καθιστά το SDR απαραίτητο σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από τα αμυντικά συστήματα και την αεροδιαστημική βιομηχανία έως τις υποδομές 5G, τις δορυφορικές επικοινωνίες,και ηλεκτρονικό εξοπλισμό δοκιμών.
Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ SDR και παραδοσιακών ραδιοφωνικών συστημάτων
Στους παραδοσιακούς δέκτες ραδιοσυχνοτήτων, το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας γίνεται από αναλογικά εξαρτήματα: ο μικρέας μετατρέπει το εισερχόμενο σήμα προς τα κάτω, το φίλτρο διαμορφώνει το φάσμα,και ο διαμορφωτής ή ο αποδιαμορφωτής ανακτά τις πληροφορίεςΗ αλυσίδα προσομοίωσης είναι άκαμπτη και ευαίσθητη στον θόρυβο, απαιτώντας επανασχεδιασμό για κάθε νέα ζώνη συχνοτήτων ή πρότυπο.
Αντίθετα, το SDR ελαχιστοποιεί το αναλογικό front-end στο ελάχιστο - συνήθως μόνο την κεραία και τα βασικά κυκλώματα RF front-end (Σχήμα 1).Μετά την ψηφιοποίηση της εισερχόμενης μορφής κύματος από έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό (ADC)Η διαμόρφωση, η απομόρφωση, το φιλτράρισμα καναλιών, η διόρθωση σφαλμάτων και η αποκωδικοποίηση πραγματοποιούνται όλα ψηφιακά.ο μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό (DAC) μετατρέπει τα επεξεργασμένα δεδομένα σε σήμα ραδιοσυχνοτήτων, η οποία επίσης ελέγχεται από προγράμματα λογισμικού.
Βασική εικόνα διαδικασίας SDR
Σχήμα 1: Βασική διαδικασία SDR (πηγή εικόνας: iWave Global)
Αυτή η μεταμόρφωση απελευθερώνει τεράστια ευελιξία: το ίδιο ασύρματο υλικό μπορεί να υποστηρίξει το Wi-Fi σήμερα, τις ζώνες συχνοτήτων 5G αύριο,Και ασφαλής τακτική επικοινωνία μεθαύριο - όλα με μόνο ενημερώσεις λογισμικού.
RFSoC: Η ιδανική πλατφόρμα για τα ΕΔΔ
Η κατασκευή SDR υψηλής απόδοσης απαιτεί υπερ-ταχείς μετατροπείς, ισχυρές δομές επεξεργασίας και καναλιές δεδομένων χαμηλής καθυστέρησης.Η σειρά Zynq TM UltraScale + TM της AMD RFSoC πληροί αυτές τις απαιτήσεις ενσωματώνοντας τις ακόλουθες συσκευές:
Δοκιμαστική πολλαπλών gigabit RF-ADC και RF-DAC
Προγραμματισμένη λογική συσκευή FPGA για DSP σε πραγματικό χρόνο
Ενσωματωμένο χέρι για λογισμικό ελέγχου ® 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 που απαιτούν εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια και απόδοση χρονισμού, το RFSoC μπορεί να παρέχει μια λύση με ένα μόνο τσιπ με εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση και στενό συγχρονισμό.
Η ισχύς της άμεσης δειγματοληψίας ραδιοσυχνοτήτων
Ένα από τα καθοριστικά πλεονεκτήματα του RFSoC είναι η ικανότητά του να υποστηρίζει πολλαπλά ποσοστά δειγματοληψίας GSPS.και τα δύο χωρίς να βασίζονται σε ενδιάμεσα στάδια μετατροπής κατώτερης.
Αυτό καθιστά δυνατή την κατασκευή ενός "σχεδόν πλήρως ψηφιακού" ραδιοφωνικού ράκου, όπου πρότυπα όπως το Wi-Fi 2,4 GHz, τα νέα ραδιόφωνα 5G γύρω στα 3,5 GHz και οι κυψελικές συχνότητες από 800 MHz έως 1.Τα 8 GHz μπορούν όλα να ψηφιοποιηθούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία.Αντίθετα, πολλές υφιστάμενες πλατφόρμες SDR περιορίζονται σε ρυθμούς δειγματοληψίας μόνο λίγων δεκάδων ή εκατοντάδων MHz, βασιζόμενες έτσι σε αναλογικούς αναμειγνυτές για τη μετατόπιση του σήματος σε ενδιάμεσες συχνότητες.