Softwaredefined Radio (SDR) ist eine der bedeutendsten Veränderungen im Bereich der drahtlosen Kommunikation.Während SDR anders ist, da es den größten Teil der Verarbeitungsarbeit auf die digitale Domäne verlagert.Durch die Ersetzung der Hardware-zentrierten Funktionalität durch softwaregesteuerte Algorithmen hat SDR eine beispiellose Flexibilität erlangt, die es Designern ermöglicht, Funktionalität zu verbessern, sich an neue Protokolle anzupassen,und Systemlebenszyklen zu erweitern, ohne dass Hardware neu konzipiert werden muss.
Diese schnelle Rekonfigurationsfähigkeit macht SDR für eine Vielzahl von Anwendungen unerlässlich, von Verteidigungssystemen und Luft- und Raumfahrt über 5G-Infrastruktur, Satellitenkommunikation,und elektronische Prüfgeräte.
Was sind die Unterschiede zwischen SDR und traditionellen Funksystemen
Bei herkömmlichen HF-Empfängern erfolgt der größte Teil der Arbeit durch analoge Komponenten: Der Mischer wandelt das Eingangssignal nach unten um, der Filter formt das Spektrum,und der Modulator oder Demodulator erhebt die InformationenDiese Simulationskette ist unflexibel und geräuschempfindlich und erfordert eine Neugestaltung für jedes neue Frequenzband oder jede neue Norm.
Im Gegensatz dazu reduziert SDR das analoge Frontend auf ein Minimum - typischerweise nur die Antenne und die grundlegende HF-Frontend-Schaltung (Abbildung 1).Nach der Digitalisierung der Eingangswellenform durch einen analogen-digitalen Konverter (ADC), die schwere Arbeitsbelastung wird durch Software abgeschlossen. Modulation, Demodulation, Kanalfilterung, Fehlerkorrektur und Entschlüsselung werden alle digital durchgeführt.der digitale-analog-Wandler (DAC) wandelt die verarbeiteten Daten wieder in ein HF-Signal um, die ebenfalls durch Software-Routinen gesteuert wird.
Grundlegendes SDR-Prozessbild
Abbildung 1: Grundlegendes SDR-Verfahren (Bildquelle: iWave Global)
Diese Transformation erlaubt eine enorme Flexibilität: dieselbe drahtlose Hardware kann heute Wi-Fi unterstützen, morgen 5G-Frequenzbänder,und sichere taktische Kommunikation übermorgen - alles nur mit Software-Updates.
RFSoC: Die ideale Plattform für SZR
Der Aufbau leistungsfähiger SDR erfordert ultraschnelle Konverter, leistungsstarke Verarbeitungsanlagen und Datenkanäle mit geringer Latenzzeit.AMDs ZynqTM UltraScale+TM Die RFSoC-Serie erfüllt diese Anforderungen, indem folgende Geräte integriert werden:
Multigigabit-Probenahme RF-ADC und RF-DAC
FPGA-programmierbare Logikvorrichtung für Echtzeit-DSP
Eingebetteter Arm für die Steuerung der Software ® Prozessor
Hochgeschwindigkeitsspeicher und Transceiver-Schnittstelle
RFSoC integriert mehrere diskrete Geräte, die zuvor in einem einzigen Gerät benötigt wurden, was das Design von Leiterplatten erheblich vereinfacht.und verbessert die SignalintegritätFür Echtzeit-HF-Anwendungen, die eine extrem hohe Zeitgenauigkeit und Leistung erfordern, kann RFSoC eine Single-Chip-Lösung mit ultra-niedriger Latenzzeit und enger Synchronisierung bieten.
Leistung der direkten HF-Probenahme
Einer der entscheidenden Vorteile von RFSoC ist die Fähigkeit, mehrere GSPS-Stichprobenraten zu unterstützen.Beide ohne Zwischenstufen der Umwandlung in Abfall.
Dies ermöglicht den Aufbau eines "fast vollständig digitalen" Funkracks, in dem Standards wie 2,4 GHz Wi-Fi, neue 5G-Radios um 3,5 GHz und Mobilfunkfrequenzen von 800 MHz bis 1 GHz verwendet werden.8 GHz können alle direkt digitalisiert und verarbeitet werdenIm Gegensatz dazu beschränken sich viele bestehende SDR-Plattformen auf Stichprobenraten von nur wenigen Zehntausenden oder Hunderten von MHz und verlassen sich somit auf analoge Mischer, um das Signal auf Zwischenfrequenzen zu verlagern.