Oprogramowanie radiowe (SDR) jest jedną z najważniejszych zmian w dziedzinie komunikacji bezprzewodowej.SDR przenosi większość przetwarzania na domenę cyfrową. Zastępując funkcje oparte na sprzęcie algorytmami opartymi na oprogramowaniu, SDR zapewnia niezrównaną elastyczność, która pozwala projektantom ulepszać możliwości, dostosowywać się do nowych protokołów,i przedłużyć cykl życia systemu bez przeprojektowania sprzętu.g.
Ta zdolność szybkiej rekonfiguracji sprawia, że SDR jest niezbędny do szerokiego zakresu zastosowań, od systemów obronnych i lotniczych po infrastrukturę 5G, łączność satelitarną,i elektronicznego sprzętu badawczego.
Czym SDR różni się od tradycyjnych systemów radiowych
W tradycyjnych odbiornikach RF większość pracy wykonywana jest przez komponenty analogowe: mikser przekształca sygnał wejściowy w dół, filtr przekształca widmo,i modulator lub demodulator odzyskuje informacjeTen łącze analogowe jest niestabilne i podatne na hałas i musi być przeprojektowane dla każdego nowego pasma lub normy.
W przeciwieństwie do tego, SDR minimalizuje analogowy front-end - zazwyczaj tylko antenę i podstawowe obwody RF front-end (rysunek 1).i ciężka praca jest wykonywana przez oprogramowanieModulacja, demodulacja, filtrowanie kanałów, korekcja błędów i dekodowanie są wykonywane cyfrowo.Konwerter cyfrowo-analogowy (DAC) konwertuje przetwarzane dane z powrotem do sygnału RF, który jest również kontrolowany przez program.
Podstawowy obraz procesu SDR
Rysunek 1: Podstawowy proces SDR (źródło obrazu: iWave Global)
Ta zmiana daje ogromną elastyczność: ten sam sprzęt radiowy może wspierać Wi-Fi dzisiaj, 5G jutro i bezpieczne komunikacje taktyczne jutro - wszystko dzięki aktualizacjom oprogramowania.
RFSoC: Idealna platforma dla SDR
Konstrukcja wysokiej wydajności SDR wymaga ultraprędkich przetworników, potężnej struktury przetwarzania i niskiego opóźnienia kanału danych.Zynq dla AMDTM UltraScale+TM Rodzina RFSoC spełnia te wymagania poprzez integrację następujących urządzeń:
Wielogigabitne pobieranie próbek RF-ADC i RF-DAC
Urządzenie logiczne programowalne FPGA do DSP w czasie rzeczywistym
Wbudowany ramię do sterowania oprogramowaniem ® procesor
Interfejs pamięci i nadajnika dużych prędkości
RFSoC integruje wiele dyskretnych urządzeń wcześniej wymaganych w jednym urządzeniu, znacznie upraszczając projektowanie płyt obwodowych.i poprawia integralność sygnałuDla aplikacji RF w czasie rzeczywistym o bardzo wysokiej dokładności i wymaganiach wydajnościowych, RFSoC oferuje jednoczęściowe rozwiązanie o bardzo niskim opóźnieniu i ścisłej synchronizacji.
Moc bezpośredniego pobierania próbek RF
Jedną z kluczowych zalet RFSoC jest jego zdolność do obsługi wielu wskaźników pobierania próbek GSPS.podczas gdy RF-DAC może generować ultra szeroki zakres wyjścia, a oba nie zależą od pośredniego etapu konwersji do dolnego.
Umożliwia to tworzenie "praktycznie wszystkich cyfrowych" stojaków radiowych, tak aby normy takie jak 2,4 GHz Wi-Fi, około 3,5 GHz 5G nowe radia i 800 MHz do 1.pasma komórkowe o częstotliwości 8 GHz mogą być bezpośrednio cyfryzowane i przetwarzaneW przeciwieństwie do tego, wiele gotowych platform SDR ogranicza się do częstotliwości pobierania próbek kilkudziesięciu lub setek MHz i dlatego polega na analogowych mikserze do przesunięcia sygnału na częstotliwość pośrednią.
Wyeliminując te poziomy analogowe, SDR oparte na RFSoC umożliwiają wyższą wierność, niższą opóźnienie i bardziej kompaktową konstrukcję (rysunek 2).