Software Defined Radio

Software Defined Radio

Mit dem Begriff Software defined radio (SDR) beschreibt man das Bestreben, möglichst die gesamte Signalverarbeitung eines Hochfrequenz-Senders oder -Empfängers mit Hilfe anpassbarer Hardware in Software abzubilden. Im engeren Sinn handelt es sich um ein Funktelekommunikationssystem, das eine software-konfigurierbare Plattform zur Modulation und Demodulation und Aufwärts- bzw. Abwärtsmischung eines Datensignals benutzt.

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Blockschaltbilder zweier SDR-Realisierungen

Ein SDR-System führt einen Großteil der Signalverarbeitung mit einem Universalrechner oder programmierbarer Digitalhardware aus (DSPs oder FPGAs), um größtmögliche Flexibilität zu erreichen. Unterschiedliche Funkverfahren können durch alleinige Änderung der Software implementiert werden.

SDR findet unter anderem im Bereich des Amateurfunks, des Militärs und im Mobilfunk Anwendung, aber auch zunehmend in zivilen Anwendungsbereichen wie in digitalen Rundfunkempfängern. Hier ist die Flexibilität und Implementierung unterschiedlicher Protokollwechsel in Echtzeit von besonderem Nutzen. Ein gutes und anschauliches Beispiel ist die Realisierung der Basisstationen zellularer Netze als SDR. Diese könnten somit innerhalb kürzester Zeit kostengünstig auf neue Standards aufgerüstet werden.

Die Hardware eines SDR besteht, wie in nebenstehender Abbildung zweier unterschiedlicher Typen von SDR, zumindest aus einem Sender- und Empfängermodul, sowie jeweils einem A/D- und D/A-Konverter und der dazwischenliegenden, softwarebasierten digitalen Signalverarbeitung.

Funktionsweise

Ideal

Der einfachste und ideale SDR-Empfänger würde aus einem Analog-Digital-Konverter mit Antenne bestehen. Die ausgelesenen Daten würden dann direkt nach der Analog-Digital-Wandlung von einem digitalen Rechner verarbeitet.

Der ideale Sender sähe ähnlich aus: Ein Rechner erzeugt einen digitalen Datenstrom, der direkt über einen Digital-Analog-Konverter und eine nachfolgende Antenne versendet würde.

Praktisch realisierbare Empfänger

Im Jahr 2006 war die digitale Elektronik im Allgemeinen zu langsam, um die verwendeten Funksignale im Bereich von 1 - 2 GHz direkt in ausreichender Auflösung zu digitalisieren. Die Daten müssen nach dem Nyquist-Theorem mit mindestens der doppelten Grenzfrequenz abgetastet werden, um das Signal fehlerfrei rekonstruieren zu können. Dieses Problem wird in der Praxis durch das Vorschalten eines analogen Mischers gelöst, welcher das Signal auf eine niedrige Zwischenfrequenz heruntermischt. Dieses Konzept wird auch als Heterodynverfahren oder Überlagerungsempfänger bezeichnet. Da aktuelle A/D-Wandler Abtastfrequenzen von ca. 3600 MHz bei 12 Bit Auflösung ermöglichen, wären hier Zwischenfrequenzen von bis zu 1800 MHz möglich.

Vor- und Nachteile

Der große Vorteil von Software Defined Radios besteht in der Flexibilität und den niedrigen Kosten bei der Erweiterung auf neue oder geänderte Übertragungsstandards durch Software-Upgrades. Die Entwicklung neuer Software ist im Allgemeinen preiswerter als die entsprechende Hardwareentwicklung neuer Sender und Empfänger.

In der Produktion kann jedoch der Bau von speziell auf das Übertragungsverfahren zugeschnittenen Sendern und Empfängern signifikant kostengünstiger sein, so dass hier wirtschaftlich zwischen den Produktionskosten und den Kosten für künftige Erweiterungen und Neuentwicklungen abgewogen werden muss.

Ein Nachteil in der Anwendung besteht in der benötigten Rechenleistung der eingesetzten Signalprozessoren und der damit verbundenen hohen Leistungsaufnahme. Man erwartet jedoch, dass durch die Fortschritte in der Hardwareentwicklung dieses Problem mehr und mehr in den Hintergrund tritt.

Siehe auch

Literatur

  • Jouko Vankka: Digital Synthesizers and Transmitters for Software Radio. 1. Auflage. Springer, 2005, ISBN 1-4020-3194-7.

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Software-defined radio — A Software Defined Radio (SDR) system is a radio communication system where components that have typically been implemented in hardware (i.e. mixers, filters, amplifiers, modulators/demodulators, detectors. etc.) are instead implemented using… …   Wikipedia

  • Software-defined radio — Mit dem Begriff Software defined radio (SDR) beschreibt man das Bestreben, möglichst die gesamte Signalverarbeitung eines Hochfrequenz Senders oder Empfängers mit Hilfe anpassbarer Hardware in Software abzubilden. Im engeren Sinn handelt es sich… …   Deutsch Wikipedia

  • Radio cognitiva — Saltar a navegación, búsqueda La Radio cognitiva es un paradigma de la comunicación inalámbrica en la cual tanto las redes como los mismos nodos inalámbricos cambian los parámetros particulares de transmisión o de recepción para ejecutar su… …   Wikipedia Español

  • Radio Logicielle — Une radio logicielle, en anglais Software Radio ou Software Defined Radio (SDR), est un récepteur et éventuellement émetteur radio réalisé principalement par logiciel et dans une moindre mesure par matériel. Dans le sens réception, la partie… …   Wikipédia en Français

  • Radio flexible — Radio logicielle Une radio logicielle, en anglais Software Radio ou Software Defined Radio (SDR), est un récepteur et éventuellement émetteur radio réalisé principalement par logiciel et dans une moindre mesure par matériel. Dans le sens… …   Wikipédia en Français

  • Radio — is the transmission of signals, by modulation of electromagnetic waves with frequencies below those of visible light.Electromagnetic radiation travels by means of oscillating electromagnetic fields that pass through the air and the vacuum of… …   Wikipedia

  • Radio definida por software — Saltar a navegación, búsqueda Un sistema de Radio Definido por Software (Software Defined Radio, SDR) es un sistema de radiocomunicaciones donde los componentes típicamente implementados en hardware (mezcladores, filtros, amplificadores,… …   Wikipedia Español

  • Software Communications Architecture — The Software Communications Architecture (SCA) is an open architecture framework that tells designers how elements of hardware and software are to operate in harmony within a software defined radio. SCA governs the structure and operation of the… …   Wikipedia

  • Radio logicielle — Une radio logicielle, en anglais Software Radio ou Software Defined Radio (SDR), est un récepteur et éventuellement émetteur radio réalisé principalement par logiciel et dans une moindre mesure par matériel. Dans le sens réception, la partie… …   Wikipédia en Français

  • Software Communications Architecture Reference Implementation — The Software Communications Architecture Reference Implementation (SCARI) is an implementation of the US Military s Joint Program Executive Office (JPEO) Software Communications Architecture (SCA) Core Framework. It was developed mainly by the… …   Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”