Samlingar

Förstå den mjukvarudefinierade radiomottagaren SDR

Förstå den mjukvarudefinierade radiomottagaren SDR


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Programvarudefinierad radioteknik har utvecklats avsevärt de senaste åren. Framsteg inom hårdvara innebär att kostnaderna har sjunkit och prestanda har stigit.

Detta innebär att programvarudefinierade radioer nu syns i allt från avancerad radiokommunikationsutrustning till den enkla USB-plug-in-modulerna som är tillgängliga till mycket låg kostnad.

Mjukvarudefinierad radio, SDR, teknik kan ge några betydande fördelar jämfört med traditionella hårdvarubaserade radiodesigner. Med hjälp av kraften i digital bearbetning används programvarudefinierade radioapparater i många olika applikationer i många olika områden.

Grundläggande SDR-koncept

Grundbegreppet för SDR-programvaruradio är att radion kan konfigureras eller definieras helt av programvaran.

I en idealisk värld konverteras den inkommande signalen omedelbart till ett digitalt format och signalen behandlas sedan helt digitalt.

Omvänt för sändning genereras signalen digitalt och omvandlas till den slutliga analoga signalen vid antennen.

Detta tillvägagångssätt har fördelarna med att radion kan konfigureras helt för en ny applikation, helt enkelt genom att ändra programvaran. Uppdateringar kan göras för att hålla jämna steg med nya moduleringsformat, nya applikationer etc, helt enkelt genom att uppdatera programvaran.

Det betyder också att en gemensam hårdvaruplattform kan användas i en mängd olika produkter och applikationer, vilket minskar kostnaderna samtidigt som prestandan bibehålls eller förbättras.

Programvarudefinierade radioapplikationer

SDR-programvarans radiokoncept är tillämpligt på många användningsområden:

  • Mobil kommunikation: Programvarudefinierade radioapparater är mycket användbara inom områden som mobilkommunikation. Genom att uppgradera programvaran är det möjligt att tillämpa ändringar i alla standarder och till och med lägga till nya vågformer enbart genom att uppgradera programvaran och utan att det behövs några ändringar i hårdvaran. Detta kan till och med göras på distans, vilket ger betydande kostnadsbesparingar.
  • Forskning & Utveckling: Programvarudefinierad radio, SDR är mycket användbar i många forskningsprojekt. Radioapparaterna kan konfigureras för att tillhandahålla exakta mottagar- och sändarkrav för alla applikationer utan behov av en total hårdvarudesign från grunden.
  • Militär: Militären har använt mycket programvarudefinierad radioteknik som gör det möjligt för dem att återanvända hårdvara och uppdatera signalvågformer efter behov.
  • Amatörradio: Radioskinkor har mycket framgångsrikt använt programvarudefinierad radioteknik och använder den för att ge förbättrad prestanda och flexibilitet.
  • Övrig: Det finns väldigt många andra applikationer som kan använda sig av SDR-teknik, vilket gör att radion kan skräddarsys exakt efter kraven med hjälp av programjusteringar.

Det finns många möjligheter att överväga användningen av programvarudefinierad radio, SDR, koncept. När tiden går och tekniken går framåt är det möjligt att använda konceptet i nya områden.

Programvarudefinierad radiodefinition

Även om det kan låta en trivial övning är det inte så enkelt att skapa en definition för programvarudefinierad radio. Det är också nödvändigt att producera en robust definition av många anledningar, inklusive regleringsapplikationer, standardfrågor, och för att möjliggöra att SDR-tekniken går snabbare framåt.

Många definitioner har dykt upp som kan täcka en definition för en programvarudefinierad radio, SDR. SDR-forumet har själva definierat de två huvudtyperna av radioinnehållande programvara på följande sätt:

  • Programstyrd radio: Radio där vissa eller alla fysiska lagerfunktioner är mjukvarustyrda. Med andra ord använder denna typ av radio endast programvara för att ge kontroll över de olika funktionerna som är fixerade i radion.
  • Programvarudefinierad radio: Radio där vissa eller alla fysiska lagerfunktioner är programvarudefinierade. Med andra ord används programvaran för att bestämma radioens specifikation och vad den gör. Om programvaran i radion ändras kan dess prestanda och funktion förändras.

En annan definition som verkar omfatta kärnan i den mjukvarudefinierade radion, SDR, är att den har en generisk hårdvaruplattform där programvaran körs för att tillhandahålla funktioner inklusive modulering och demodulering, filtrering (inklusive bandbreddsändringar) och andra funktioner som frekvensval och vid behov frekvenshoppning. Genom att konfigurera om för att ändra programvaran ändras radioens prestanda.

För att uppnå detta använder den programvarudefinierade radiotekniken mjukvarumoduler som körs på en generisk hårdvaruplattform som består av DSP-processorer (digital signal processing) samt processorer för allmänt ändamål för att implementera radiofunktionerna för att sända och ta emot signaler.

I en idealisk värld skulle signalen vid den slutliga frekvensen och på den korrekta nivån utgå, och på samma sätt för mottagning skulle signalen från antennen omvandlas direkt till siffror och all bearbetning utförs under programvarukontroll. På detta sätt finns det inga begränsningar införda av hårdvaran. För att uppnå detta måste den digitala till analoga omvandlingen för överföring behöva ha en relativt hög effekt, beroende på applikationen och den måste också ha mycket lågt brus för mottagning. Som ett resultat är fullständig programvarudefinition normalt inte möjlig.

JTRS SDR

JTRS, Joint Tactical Radio System, är ett programdefinierat radioinitiativ som gav en stor drivkraft för utvecklingen av programvarudefinierad radioteknik.

JTRS var främst inriktad på militära applikationer och syftade till att förbättra förbättrad interoperabilitet mellan olika trådlösa nätverk, fältradio och enheter.

JTRS-initiativet bestod av både mjukvara och hårdvara, SDR-teknik så att multiläge, multiband och multifunktionella trådlösa enheter och nätverksutrustning kunde utvecklas. Med SDR-teknik var målet att de skulle kunna konfigureras dynamiskt, förbättras och uppgraderas genom programuppdateringar och hårdvarukonfigurering.

JTRS var ett särskilt attraktivt förslag, särskilt för koalitionsstilsoperationer där styrkor från olika länder kan verka tillsammans. Radior kan konfigureras om för att möjliggöra kommunikation mellan trupper från olika länder etc.

Fördelar och nackdelar med programvarudefinierade radioapparater

Som med all teknik är du fördelar och nackdelar med att använda programvarudefinierad radioteknik.

Fördelar med SDR-teknik

  • Det är möjligt att uppnå mycket höga prestanda.
  • Prestandan kan ändras genom att uppdatera programvaran (det går dock inte att uppdatera hårdvaruberoende attribut).
  • Det är möjligt att konfigurera om radioapparater genom att uppdatera programvaran
  • Samma hårdvaruplattform kan användas för flera olika radioapparater.

Nackdelar med SDR-teknik

  • Analoga till digitala omvandlare begränsar toppfrekvenser som kan användas av den digitala sektionen.
  • För mycket enkla radioapparater kan den grundläggande plattformen vara för dyr.
  • Utveckling av en programvarudefinierad radio kräver både hårdvaru- och mjukvarufärdigheter.

Programvarudefinierade radioapparater används alltmer. Eftersom processorkraft blir billigare att implementera, så används SDR-baserade radioer i allt högre grad för avancerade applikationer och också alltmer övergår de också till lägre radioer.

En av de största fördelarna med SDR-teknik är att den kan konfigureras för att exakt uppfylla användarnas krav - små ändringar av programvaran kan göra att radion passar kraven exakt. Även med öppen källkodsprogramvara som GNU-programvaran blir det allt lättare att implementera.


Titta på videon: Listen To Almost All Radio Frequencies for $20. RTL SDR Dongle (Maj 2022).