SDR (Software DefiniTIon Radio), "Software DefiniTIon Radio" ist eine Funkübertragungs-Kommunikationstechnologie, die auf einem softwaredefinierten drahtlosen Kommunikationsprotokoll anstelle einer festverdrahteten Implementierung basiert. Mit anderen Worten, Frequenzbänder, Luftschnittstellenprotokolle und -funktionen können durch Software-Downloads und -Updates aktualisiert werden, ohne die Hardware vollständig zu ersetzen. SDR bietet effektive und sichere Lösungen für das Problem der Konstruktion von drahtlosen Multimode-, Multifrequenz- und Multifunktions-Kommunikationsgeräten.
SDR kann umprogrammiert oder umkonfiguriert werden, sodass verschiedene Wellenformen und Protokolloperationen durch dynamisches Laden neuer Wellenformen und Protokolle verwendet werden können. Diese Wellenformen und Protokolle enthalten eine Vielzahl verschiedener Teile, einschließlich Modulationstechniken, Sicherheits- und Leistungseigenschaften, die als Teil der Wellenform selbst in der Software definiert sind.
Mit der Entwicklung des Mobilfunks ab den frühen 1990er Jahren wurde das Konzept des Software Radios (Software Radio) populär. Aufgrund der Koexistenz mehrerer digitaler drahtloser Kommunikationsstandards wie GSM, CDMA-IS95 usw. stellt jeder Standard unterschiedliche Anforderungen an seine Mobiltelefone, und Mobiltelefone unterschiedlicher Standards können nicht miteinander verbunden werden. Um dieses Problem zu lösen, schlägt das Software-Funkprogramm vor, alle Luftsignale von 2 MHz bis 2000 MHz zum Abtasten, Quantisieren und Umwandeln in digitale Signale für die Softwareverarbeitung zu sammeln. Mit anderen Worten, alle drahtlosen Kommunikationssignale, die in der Luft existieren können, werden zur digitalen Verarbeitung empfangen, um mit der Basisstation eines beliebigen drahtlosen Kommunikationsstandards zu kommunizieren. Theoretisch sind Mobiltelefone, die Software-Funktechnologie verwenden, mit jedem drahtlosen Kommunikationsstandard kompatibel. Obwohl Softwareradio theoretisch gute Anwendungsaussichten hat, erfordert es in praktischen Anwendungen extrem schnelle Software- und Hardware-Verarbeitungsfähigkeiten. Aufgrund der Begrenzung des Hardware-Technologie-Niveaus ist das reine Software-Funkkonzept bis heute in realen Produkten nicht weit verbreitet. Allerdings hat eine Software-Defined-Radio-Technologie, die auf dem Konzept des Software-Defined-Radios basiert, immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Auf dem ITU-8F-Treffen im Oktober 2001 wurde Software-Defined Radio als wahrscheinlichste Richtung für die zukünftige Entwicklung der drahtlosen Kommunikation empfohlen. Software-Defined Radio ist ein System und eine Architektur. Es muss umprogrammierbar und umkonfigurierbar sein, damit das Gerät in mehreren Standards, mehreren Frequenzbändern verwendet werden und mehrere Funktionen erfüllen kann. Es wird nicht nur programmierbare Geräte verwenden, um eine digitale Signalverarbeitung im Basisband zu erreichen, sondern auch die analogen Schaltkreise der Hochfrequenz und Zwischenfrequenz programmieren und rekonstruieren. Die aktuellen Anforderungen an softwaredefinierte Funkfunktionen umfassen: die Fähigkeit zum Neuprogrammieren und Zurücksetzen, die Fähigkeit, Dienste bereitzustellen und zu ändern, und die Fähigkeit, mehrere Standardfähigkeiten und intelligente Spektrumsnutzungsfunktionen usw. zu unterstützen. Dabei ist zu beachten, dass SDR keine isolierte Technologie ist, sondern eine gemeinsame Plattform, die für alle Technologien genutzt werden kann.
Der wichtigste Unterschied zwischen Software-Defined Radio und Software-Defined Radio besteht darin, dass bei ersterem nicht alle luftgestützten Funksignale im vollen Frequenzband (2MHz)2000MHz) empfangen werden müssen, sondern durch manuelle Konfiguration/automatische Suche ein Frequenzband ist ein Frequenzband. Finden Sie das am besten geeignete Frequenzband und System für die Kommunikation in der aktuellen Luft heraus. Wie wir alle wissen, bildete der IMT2000- oder 3G-Standard aus verschiedenen Gründen keinen globalen einheitlichen Standard, wie es ursprünglich vorgesehen war, sondern bildeten als Vertreter WCDMA in Europa, cdma2000 in Nordamerika und TD-SCDMA in China. Reihe von Normen. Eines der Probleme, die durch mehrere unterschiedliche Standards verursacht werden, sind die Roaming- und Kompatibilitätsprobleme von Mobiltelefonen zwischen unterschiedlichen Standardstandards. Darüber hinaus sollten 3G-Mobiltelefone angesichts des reibungslosen Übergangs des 2G-Standards vom bestehenden 3G-Standard sowohl das GSM- als auch das CDMA-IS95-Protokoll unterstützen. Wird Software-Defined Radio-Technologie verwendet, wird eine allgemeine Softwareplattform verwendet und mit der Methode der manuellen Konfiguration/automatischen Suche abwechselnd im möglichen Arbeitsfrequenzband und im Standardmodus gearbeitet und das empfangene digitale Signal durch eine gezielte Software-Verarbeitungsschema. Durch die Auswahl und das Springen zum am besten geeigneten Arbeitsfrequenzband und Standard für die Kommunikation kann eine vollständige Kompatibilität mit verschiedenen Modi erreicht werden, und die Vorteile liegen auf der Hand. Um das Ziel von SDR zu erreichen, müssen sich die Menschen natürlich immer noch großen Herausforderungen stellen, einschließlich Architektur, Breitbandprogrammierung, konfigurierbarer Hochfrequenz- und Zwischenfrequenztechnologie und so weiter. Wenn softwaredefinierte Funkschemata verwendet werden, um verschiedene drahtlose Kommunikationsstandards zu implementieren, ist der TD-SCDMA-Standard aufgrund seiner Eigenschaften einfacher mit softwaredefinierten Funkschemata zu kombinieren. Denn TD-SCDMA ist der einzige Standard, der explizit Smart-Antennen und digitale Hochgeschwindigkeits-Modulationstechnologie im Standard entwickelt und eindeutig Software-Funktechnologie verwendet, um sie zu implementieren. Gleichzeitig ist die TD-SCDMA-Technologie relativ bequem mit SDR zu implementieren. Zuallererst ist die Bandbreite jedes Frequenzbandes im TD-SCDMA-Standard relativ schmal und der Umfang der Signalverarbeitung ist nicht sehr groß. Es ist einfach zu implementieren, indem eine Softwareplattform anstelle einer Hardwareplattform verwendet wird, die eine sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erfordert. Daher ist es sehr einfach, auf eine softwaredefinierte Funklösung umzusteigen. , Sie müssen nicht überlegen, wie Sie von einer Hardwareplattform zu einer Softwareplattform wechseln. Zweitens verwenden im TD-SCDMA-Standard sowohl Uplink- als auch Downlink-Signale eine synchrone Übertragung, sodass kohärente Demodulationsschemata mit relativ einfachen Implementierungsschemata während der Demodulation anstelle einer komplexen inkohärenten Demodulation verwendet werden können, was auch die Verarbeitungskapazität der Softwareprogrammierung herunter macht leisten
Open-Source-Software-Radio
Open Source Software Defined Radio (Gnuradio) oder Open Source Software Defined Radio ist ein kostenloses Software-Toolkit zum Erlernen, Erstellen und Bereitstellen von softwaredefinierten Funksystemen. Gnuradio wurde 2001 ins Leben gerufen und ist heute eines der offiziellen Projekte von GNU. Der Philanthrop John Gilmore initiierte und spendete 320,000.00 USD (US) an Eric Blossom für die Codeerstellung und -pflege.
Gnuradio ist ein Programm zur Verarbeitung von Funksignalen, das unter den Bedingungen der GNU GPL vertrieben wird. Sein Zweck besteht darin, gewöhnlichen Softwareprogrammierern die Möglichkeit zu geben, elektromagnetische Wellen zu erforschen und ihre intelligente Nutzung von Hochfrequenzwellen zu fördern.
Wie bei der Definition aller softwaredefinierten Funksysteme ist die Rekonfigurierbarkeit die wichtigste Funktion. Man muss nicht mehr viel Sende- und Empfangsgerät kaufen, solange man mit Signalverarbeitungssoftware (hier: Gnuradio) allgemeines Equipment laden kann. Obwohl es derzeit nur wenige eingeschränkte Funkfunktionen definiert, können Sie es in jeder Konfiguration akzeptieren, solange Sie den Mechanismus (Algorithmus) des drahtlosen Übertragungssystems verstehen.
Gnuradio entstand aus dem Zweig des Pspectra-Codes, der vom SpectrumWare-Projektteam des Massachusetts Institute of Technology in den Vereinigten Staaten entwickelt wurde. Es wurde 2004 komplett neu geschrieben. Das heutige Gnuradio enthält also keinen Code des ursprünglichen Pspectra. Es ist auch erwähnenswert, dass Pspectra verwendet wurde, um das kommerzielle Vanu Software Radio zu erstellen.
Gnuradio hat das Universal Software Radio Peripheral (USRP) entwickelt, einen 12-Bit-ADC mit 4 64 MS/s, 4 14-Bit-DACs mit 128 MS/s und weitere Support-Linien, einschließlich einer Hochgeschwindigkeits-USB-2.0-Schnittstelle. Der USRP kann Signalfrequenzen bis zu 16 MHz Breite verarbeiten. Einige Plug-in-Tochterplatinen für Sender und Empfänger können das Frequenzband von 0 bis 5.9 MHz abdecken. Es wurde von Ettus entwickelt.
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