(499) 995-00-52

market@elvees.com
124498, Москва, Зеленоград, проезд № 4922, дом 4, стр.2

Технология SDR

Главная » Микросхемы »

Технология SDR (Software Defined Radio) позволяет разрабатывать приемо-передающую аппаратуру, обеспечивающую поддержку широкого спектра стандартов связи. Перепрограммирование SDR-трансивера для его адаптации под другой стандарт связи не влечет за собой изменения в аппаратной части. Отличительными чертами таких устройств являются:

  • сверхширокополосная и малошумящая радиочастотная часть, обладающая большим динамическим диапазоном;

  • высокоскоростной с большим динамическим диапазоном тракт аналого-цифрового преобразования;

  • обладающий большой вычислительной мощностью сигнальный процессор и специализированный цифровой тракт фильтрации.


Использование SDR технологии обусловлено тем, что она позволяет принимать и передавать сигналы с использованием разных частот и стандартов, выбор которых зависит от самых различных факторов. Эта технология поддерживается как производителями оборудования, так и поставщиками услуг систем связи и позволяет устранить противоречие между ними: производители используют стандарты, четко описывающие систему и позволяющие им производить крупные партии стандартных устройств, поставщики же не любят эти стандарты, поскольку стандарт делает затруднительным дифференциацию услуг. SDR технология позволяет производить стандартные устройства и делать эти устройства уникальными программным способом. При этом конечный пользователь получает большую «мобильность», благодаря возможности использования мультистандартных мобильных станций, в которых переключение с одного стандарта на другой происходит автоматически без участия последнего.

Одной из составных частей концепции SDR является использование цифровой ПЧ (промежуточной частоты) для обеспечения режимов Digital IF на прием и Direct IF на передачу, и перепрограммируемых устройств частотной селекции сигнала.

Приемники (как и передатчики) с цифровой ПЧ являются на настоящий момент быстро развивающейся областью, находящей применение в современных базовых станциях 2–3 поколения. Использование цифровой ПЧ стало реальностью благодаря появлению высокоскоростных АЦП и ЦАП с большой разрядностью и высокой линейностью, а также высокопроизводительных устройств цифровой обработки сигналов. Произошедший в последние годы прорыв в технологии производства электронных компонентов и в первую очередь высокоскоростных сигнальных процессоров подстегнул интерес к этой тематике.

Важность использования цифровой ПЧ в идеологии построения приемника тесно связана с удешевлением аналоговой его части. Если параметры цифрового фильтра могут быть улучшены за счет повышения его порядка и разрядности, то для аналогового фильтра ситуация совсем иная. Параметры цифровой фильтрации и гетеродинирования на практике обычно ограничены здравым смыслом разработчика, в то время как для аналоговых устройств ограничения чисто физические, такие как самые разнообразные шумы и нелинейности. Именно этим обусловлено использование нескольких гетеродинов и поэтапной аналоговой фильтрации.

В приемной аппаратуре построение дешевого и малошумящего аналогового тракта возможно только за счет ослабления требований по фильтрации в нем сигнала и обеспечении всей необходимой избирательности в цифровом тракте. С учетом мультистандартного характера проектируемого устройства, которое к тому же может быть многоканальным, использование цифровой ПЧ представляется единственно возможным вариантом обработки принимаемого сигнала.

С передатчиком ситуация обстоит еще интереснее. Поскольку современные системы используют самые разнообразные схемы модуляции, требующие зачастую сложных и высокоточных схем формирования квадратурных компонент сигнала (зачастую многоканальных), сформировать их на нулевой частоте просто не представляется возможным.

Таким образом, использование технологии SDR обусловлено тем, что она позволяет обрабатывать и передавать сигналы с использованием разных частот и стандартов, выбор которых зависит от самых различных факторов.

Ниже на рис. 1 и 2 соответственно иллюстрируются основные недостатки традиционного аналогового подхода и достоинства использования цифрового SDR приемника для построения радиоприемных каналов.

Принятые на рис. 1 и рис. 2 сокращения: ВЧ — высокая частота; ПЧ — промежуточная частота; НЧ — низкая частота.



Рис. 1.





Рис. 2.

Недостатки традиционного аналогового приемника: требуется точная настройка; чувствительный к температуре и разбросу параметров компонентов; нелинейные искажения; сложно строить перестраиваемые фильтры и фильтры с подавлением более 60 ДБ.

Достоинства SDR приемника: не требует настройки; низкая чувствительность к температуре и разбросу параметров компонентов; простая реализация перестраиваемых фильтров с подавлением более 100 Дб; высокая точность и широкий диапазон перестройки фазы и частоты гетеродина.

ОАО НПЦ «ЭЛВИС» разрабатывает серию SDR-приемопередатчиков — перепрограммируемых аналогово-цифровых микросхем типа «система на кристалле», основанных на SDR-технологии, предназначенных для использования в телекоммуникационной аппаратуре и фазированных антенных решетках (ФАР).