Un sistema definido software de la radio (SDR) del es un sistema de la comunicación de la radio que puede potencialmente templar a cualquier banda de frecuencia y recibe cualquier modulación a través de un espectro grande de la frecuencia por medio como de poco hardware como posible y proceso de las señales a través de software.
Una versión aficionada de SDR realiza cantidades significativas del tratamiento de señales sobre todo usar el software que funciona en una computadora de fines generales (PC) equipadas de una carta de sonido, o un pedazo hecho en casa reconfigurable de la electrónica digital . La meta de esto diseña es producir una radio que pueda recibir y transmitir una diversa forma de protocolo de radio apenas funcionando con diverso software.
Las radios del software tienen utilidad significativa para los militares y los servicios del teléfono celular, que deben servir una gran variedad de protocolos de radio cambiantes en tiempo real.
la radio Software-definida se puede utilizar actual para ejecutar tecnologías de módem de radio simples. A largo plazo, se espera que la radio software-definida por sus autores se convierta en la tecnología dominante en las comuncaciones por radio . Es el enabler de la radio cognoscitiva .
Principios de funcionamiento
Concepto ideal
El esquema ideal del receptor sería atar un convertidor de analógico a digital a una antena. Un procesador de señal numérica leería el convertidor, y entonces su software transformaría la corriente de datos del convertidor a cualquier otra forma que el uso requiera.Un transmisor ideal sería similar. Un procesador de señal numérica generaría una corriente de números. Éstos serían enviados a un convertidor de digital a analógico conectado con una antena de radio.
El esquema ideal es, debido a los límites reales del progreso de la tecnología, no totalmente realizables, sin embargo.
Receptores prácticos
La solución práctica real es dejar procesamiento del software ser precedido por un anticipado que precondicione las señales de entrada de darles las características que permiten a la etapa subsecuente elaborar ellas.(Las 2007) electrónicas digitales actual son demasiado lentas recibir directo señales de radio típicas sobre aproximadamente 40MHz. Una radio ideal del software tiene que recoger y procesar muestras en más de dos veces la frecuencia máxima en la cual es funcionar. Las radios reales del software, para las frecuencias debajo de 40MHz, utilizan una solución del hardware de la Dirigir-conversión . En esta solución un convertidor de analógico a digital (ADC) está conectado casi directo con la antena (cierto preamplificador e impedancia que adaptan el trazado de circuito está presentes asegurarse de que la entrada del ADC está emparejada correctamente a la antena). La corriente de salida de los datos digitales obtenidos del ADC entonces se pasa procesamiento definida software.
Para las frecuencias sobre 40MHz, los ADC reales no realizan suficiente velocidad así que la dirigir-conversión no es posible. Para solucionar el problema un que la arquitectura superheterodina de las partes frontales del RF del se adopta, para bajar la frecuencia de las señales recibidas a la frecuencia intermedia valora (SI) bajo límite del convertible 40MHz. Esto SI entonces es tratado por el ADC.
La arquitectura superheterodina consiste en un mezclador de la frecuencia y un oscilador de la referencia al heterodino las señales de radio a las frecuencias más bajas.
El mezclador cambia la frecuencia de la señal. La información de la fase entonces llega a ser más difícil de detectar en ella, y muchos sistemas digitales de la codificación dependen de la codificación de fase. La solución normal es mezclar y convertir dos canales a digital, usar un oscilador de la referencia que produzca dos señales que sean la misma frecuencia, pero donde una de las salidas se retrasa la otra por 90 grados de un ciclo. Así, los dos sistemas de muestras proporcionan la información necesaria de la fase.
Otro problema relacionado es que la información sobre la pedacito-sincronización está perdida cuando la frecuencia cambia. Las ayudas de la información de la fase recuperan eso también.
Una buena radio del software debe funcionar a cualquier tarifa de la muestra dentro de una amplia gama de tarifas para ser compatible con muchos protocolos, de modo que el control adaptante sea crucial. Puede ser ejecutada con un acoplamiento del hardware al convertidor o en software.
Como sigue del teorema del muestreo de Nyquist-Shannon, cualquier señal presente en la entrada al ADC sobre la mitad de la frecuencia de muestreo " interfere" con el muestreo, causando señales falsas de aparecer en la secuencia de datos. Por esta razón, un filtro electrónico análogo de paso bajo debe preceder el paso digital de la conversión.
Los convertidores de analógico a digital verdaderos carecen la discriminación para coger el secundario-microvoltio, señales de radio del nanovatio. Por lo tanto un amplificador de poco ruido debe preceder el paso de la conversión y este dispositivo introduce sus propios problemas. Por ejemplo si las señales falsas están presentes (que es típico), éstas compiten con las señales deseadas dentro del rango dinámico del amplificador. Pueden introducir la distorsión en las señales deseadas, o pueden bloquearlas totalmente. La solución estándar es poner los filtros sintonizados entre la antena y el amplificador, pero éstas reducen la flexibilidad de la radio - que algunas ven como el punto entero de una radio del software. Las radios verdaderas del software tienen a menudo " de dos o tres análogos; channels" eso se cambia adentro y hacia fuera. Éstos contienen los filtros emparejados, los amplificadores y a veces un mezclador.
Historia
Una de las primeras radios del software era un proyecto militar de los E. La meta fundamental del proyecto del bar era utilizar el proceso programable al emula a más de 10 radios militares existentes, funcionando en las vendas de la frecuencia entre 2 y 200 el megaciclo . Además, otra meta del diseño era poder incorporar fácilmente la nueva codificación y estándares de la modulación en el futuro, de modo que las comunicaciones militares puedan mantener paso con avances técnicas de la codificación y de la modulación.
Fase I del bar
Del 1992 al 1995, la meta era producir una radio para el ejército americano Del que podría funcionar a partir el 2 megaciclo a 2 gigahertz, y funciona con las radios de la fuerza de tierra (VHF frecuencia-ágil, el FM, y el SINCGARS ), radios de la fuerza aérea ( ), radios navales ( del VHF y teleimpresores SSB del HF y satélites ( QAM del VHF de la microonda ). Algunas metas particulares eran proporcionar un nuevo formato de la señal en dos semanas de un comienzo derecho, y demuestran una radio en la cual los contratistas múltiples podrían tapar piezas y software.El proyecto fue demostrado en el ejercicio Warfighting avanzado TF-XXI, y resolvió todas estas metas. Había un cierto descontento con ciertas características sin especificar. Su procesador criptográfico no podía cambiar contexto rápidamente bastante para guardar varias conversaciones de radio sobre el aire inmediatamente. Su arquitectura de los programas, aunque bastante práctica, no agujerea ninguna semejanza a cualquier otra.
El arreglo básico del receptor de radio utilizó una antena que alimentaba un amplificador y el abajo-convertidor (véase el mezclador ) que alimentaba a un el control de aumento automático, que alimentó a el convertidor de analógico a digital que estaba en un VMEbus de la computadora con muchos procesadores de señal numérica ( Texas Instruments C40s). El transmisor tenía los convertidores de digital a analógico en el autobús del PCI que alimentaba un convertidor ascendente (mezclador) que eso llevó a un amplificador y a una antena de energía. La gama de frecuencia muy ancha fue dividida en algunos sub-bands con diversas tecnologías de radio análogas que alimentaban los mismos convertidores de analógico a digital. Esto tiene desde se convierte en un esquema del diseño estándar para las radios anchas del software de la venda.
Fase II del bar
Las metas eran conseguir más rápidamente una arquitectura reconfigurable (es decir varias conversaciones inmediatamente), en una arquitectura de los programas abierta del, con la conectividad a través de la mancha (la radio puede " bridge" diversos protocolos de radio). Las metas secundarias eran hacerla más pequeña, pesan menos y más barato.El proyecto produjo una radio de la demostración solamente quince meses en un proyecto de investigación de tres años. La demostración era tan acertada que el desarrollo adicional fue parado, y la radio entró la producción con solamente 4 megaciclos a 400 megaciclos de gama.
La arquitectura de los programas identificó los interfaces estándar para diversos módulos de la radio: " control" de la radiofrecuencia; para manejar las partes análogas de la radio, " control" del módem; recursos manejados para la modulación y los esquemas de la desmodulación (FM, SSB, QAM, etc), " processing" de la forma de onda; los módulos realizaron realmente las funciones del módem, " processing" dominante; y " processing" crytographic; manejó las funciones criptográficas, un " multimedia" el módulo hizo el proceso de voz, un " interface" humano; con tal que sea local o mandos a distancia, había un " routing" módulo para los servicios en red, y un " control" módulo para mantenerlo todo recto.
Los módulos se dicen para comunicar sin un sistema operativo central. En lugar, envían mensajes sobre el autobús de la computadora del PCI el uno al otro con un protocolo acodado.
Como proyecto militar, la radio distinguió fuerte el " red" (datos secretos sin garantía) y " black" (datos criptográfico-asegurados).
El proyecto era el primero sabido FPGAs (órdenes del uso de puerta programables del campo) para el proceso digital de los datos de radio. La época de reprogramar éstos es una edición que limita el uso de la radio.
Sistema de radio táctico común
El sistema de radio táctico (JTRS) del empalme es un programa de los E. y de la OTAN para producir las radios que proporcionan comunicaciones flexibles e interoperables. Los ejemplos de los terminales de radio que requieren la ayuda incluyen radios de mano, de vehículos, aerotransportadas y desmontadas, así como base-estaciones (fijado y marítimo).Esta meta se alcanza con el uso de los sistemas del SDR basados en una arquitectura abierta internacionalmente endosada (SCA) de las comunicaciones del software. Este estándar utiliza CORBA en sistemas operativos POSIX para coordinar los varios módulos de programación. La documentación de SCA está libremente disponible en el Web site de JTRS.
El programa está proporcionando un nuevo acercamiento flexible para cubrir necesidades diversas de comunicaciones de Warfighter con tecnología de radio programable del software. Toda la funcionalidad y expansibilidad se construye sobre la arquitectura (SCA) de las comunicaciones del software.
El SCA, a pesar de su origen militar, está bajo evaluación de los vendedores de radio comerciales para la aplicabilidad en sus dominios.
Radios aficionadas del software
Una radio aficionada del software típico, tal como el FlexRadio SDR-1000 o el diseño hecho en casa descrito en el ARRL Handbook (1999), utiliza un receptor de la conversión directa. La conversión está a la banda de frecuencia audio, que es muestreada por (o realzada) una tarjeta estándar de sonidos de la PC. Una PC rápida funciona software (generalmente aficionado-escrito) de encargo como el procesador de señal.Las aplicaciones incluyen cada modulación aficionada común: El código Morse, modulación de banda lateral única, modulación de frecuencia, Radioteletype, Lento-explora la televisión, y la radio de paquete . Los aficionados también experimentan con nuevos métodos de la modulación: por ejemplo, el proyecto de la abrir-fuente del SUEÑO descifra la técnica COFDM usada por el Digital Mondiale de radio .
Más recientemente, la radio universal periférico (USRP) del software de radio del GNU utiliza un interfaz del USB 2.0, un FPGA, y un sistema de alta velocidad de ADC/DACs, combinado con el software libre reconfigurable. Su anchura de banda del muestreo y de la síntesis es mil por el de las tarjetas de sonidos de la PC, que permite enteramente un nuevo sistema de usos.
Además el proyecto de HPSDR (radio definida software del alto rendimiento) (hpsdr.org) utiliza un 16bit 135MSPS ADC que proporcione funcionamiento sobre la gama 0 a 55MHz comparable a el de una radio de HF convencional del análogo. El receptor también funcionará en la gama del VHF y de la frecuencia ultraelevada usar imagen o alias respuestas del mezclador. El interfaz a una PC es proporcionado por un interfaz del USB 2.
El proyecto es modular y abarca una placa madre sobre la cual otro suba a enchufable. Esto permite la experimentación con nuevos técnicas y dispositivos sin la necesidad de substituir el sistema entero de tableros. Un excitador proporciona 1/2W del RF sobre la misma gama o en la gama del VHF y de la frecuencia ultraelevada usar imagen o alias salidas. El proyecto de HPSDR es fuente abierta para el soporte físico y el software. Un Wiki proporciona actualizaciones frecuentes en cuanto a progreso del proyecto.
En el el bajo (y barato): el kit de SoftRock da una entrada fácil en receptor de onda corta de la conversión directa con la desmodulación software-definida.
Radio definida software y tecnología de RFID
Así como transmitir la información audio, el SDR puede tener valor en el campo emergente de la identificación de la radiofrecuencia ( RFID ), donde los dispositivos funcionan encendido varias frecuencias usar varios protocolos de comunicación. Ver también la radio, PACTOR, AMTOR de Digitaces.
| Random links: | Exploradores filipinos | Edward Eliot, 3ro conde de los alemanes del St | Guillermo Brian poco | deterioro de oído Poste-lingual | Baselius marcha Thoma Mathews II |