SDR (Software DefiniTIon Radio), "Software DefiniTIon Radio" เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารทางวิทยุกระจายเสียง ซึ่งใช้โปรโตคอลการสื่อสารไร้สายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ แทนการใช้งานแบบเดินสาย กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สามารถอัพเกรดย่านความถี่ โปรโตคอลการเชื่อมต่อทางอากาศ และฟังก์ชันผ่านการดาวน์โหลดและอัปเดตซอฟต์แวร์โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ทั้งหมด SDR มอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยสำหรับปัญหาในการสร้างอุปกรณ์สื่อสารไร้สายแบบหลายโหมด หลายความถี่ และแบบมัลติฟังก์ชั่น
SDR สามารถตั้งโปรแกรมใหม่หรือกำหนดค่าใหม่ได้ เพื่อให้สามารถใช้รูปคลื่นและการทำงานของโปรโตคอลที่แตกต่างกันได้โดยการโหลดรูปคลื่นและโปรโตคอลใหม่แบบไดนามิก รูปคลื่นและโปรโตคอลเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่หลากหลาย รวมถึงเทคนิคการมอดูเลต คุณลักษณะด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพที่กำหนดเป็นส่วนหนึ่งของรูปคลื่นในซอฟต์แวร์
ด้วยการพัฒนาการสื่อสารเคลื่อนที่ตั้งแต่ต้นปี 1990 แนวคิดของ Software Radio (Software Radio) ได้กลายเป็นที่นิยม เนื่องจากการอยู่ร่วมกันของมาตรฐานการสื่อสารไร้สายแบบดิจิทัลหลายแบบ เช่น GSM, CDMA-IS95 เป็นต้น แต่ละมาตรฐานมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับโทรศัพท์มือถือของตน และโทรศัพท์มือถือที่มีมาตรฐานต่างกันไม่สามารถเชื่อมต่อถึงกันได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ โปรแกรมวิทยุซอฟต์แวร์เสนอให้รวบรวมสัญญาณอากาศทั้งหมดจาก 2MHz ถึง 2000MHz สำหรับการสุ่มตัวอย่าง การหาปริมาณ และการแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลสำหรับการประมวลผลซอฟต์แวร์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สัญญาณการสื่อสารไร้สายทั้งหมดที่อาจอยู่ในอากาศจะได้รับสำหรับการประมวลผลแบบดิจิทัล เพื่อสื่อสารกับสถานีฐานของมาตรฐานการสื่อสารไร้สายใดๆ ตามทฤษฎีแล้ว โทรศัพท์มือถือที่ใช้เทคโนโลยีวิทยุซอฟต์แวร์เข้ากันได้กับมาตรฐานการสื่อสารไร้สายใดๆ แม้ว่าซอฟต์แวร์วิทยุมีแนวโน้มในการใช้งานที่ดีในทางทฤษฎี แต่ก็ต้องการความสามารถในการประมวลผลซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่มีความเร็วสูงมากในการใช้งานจริง เนื่องจากข้อจำกัดของระดับเทคโนโลยีฮาร์ดแวร์ จนถึงวันนี้ แนวคิดวิทยุซอฟต์แวร์บริสุทธิ์จึงยังไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์จริง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ซึ่งใช้แนวคิดของวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ได้ดึงดูดความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ ในการประชุม ITU-8F ที่จัดขึ้นในเดือนตุลาคม 2001 วิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ได้รับการแนะนำว่าเป็นแนวทางที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการพัฒนาการสื่อสารไร้สายในอนาคต วิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์เป็นระบบและสถาปัตยกรรม ต้องมีความสามารถในการตั้งโปรแกรมซ้ำและกำหนดค่าใหม่ได้ เพื่อให้อุปกรณ์สามารถใช้งานได้ในหลายมาตรฐาน หลายย่านความถี่ และบรรลุฟังก์ชันที่หลากหลาย มันจะไม่เพียงแต่ใช้อุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อให้เกิดการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลเบสแบนด์เท่านั้น แต่ยังจะตั้งโปรแกรมและสร้างวงจรแอนะล็อกของความถี่วิทยุและความถี่กลางอีกด้วย ข้อกำหนดในปัจจุบันสำหรับฟังก์ชันวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ ได้แก่ ความสามารถในการตั้งโปรแกรมใหม่และรีเซ็ต ความสามารถในการให้บริการและเปลี่ยนแปลงบริการ และความสามารถในการรองรับความสามารถมาตรฐานที่หลากหลายและความสามารถในการใช้คลื่นความถี่อัจฉริยะ เป็นต้น ควรสังเกตว่า SDR ไม่ใช่เทคโนโลยีที่แยกได้ แต่เป็นแพลตฟอร์มทั่วไปที่สามารถใช้กับเทคโนโลยีทั้งหมดได้
ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์และวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ก็คือ วิทยุแบบเดิมไม่ต้องการสัญญาณไร้สายในอากาศทั้งหมดในย่านความถี่เต็ม (2MHz ~ 2000MHz) แต่ผ่านการกำหนดค่าด้วยตนเอง/การค้นหาอัตโนมัติหนึ่งย่านความถี่ เป็นคลื่นความถี่เดียว ค้นหาย่านความถี่และระบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสื่อสารในอากาศปัจจุบัน อย่างที่เราทราบกันดี เนื่องด้วยเหตุผลหลายประการ มาตรฐาน IMT2000 หรือ 3G ไม่ได้สร้างมาตรฐานที่รวมเป็นหนึ่งเดียวทั่วโลกตามเจตนารมณ์ดั้งเดิม แต่ได้ก่อตั้ง WCDMA ในยุโรป cdma2000 ในอเมริกาเหนือ และ TD-SCDMA ในประเทศจีนเป็นตัวแทน ชุดมาตรฐาน ปัญหาหนึ่งที่เกิดจากมาตรฐานต่างๆ ที่หลากหลายคือ ปัญหาการโรมมิ่งและความเข้ากันได้ของโทรศัพท์มือถือระหว่างมาตรฐานมาตรฐานต่างๆ นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นของมาตรฐาน 3G จากมาตรฐาน 2G ที่มีอยู่ โทรศัพท์มือถือ 3G ควรสนับสนุนโปรโตคอลทั้ง GSM และ CDMA-IS95 ด้วย หากใช้เทคโนโลยีวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ จะใช้แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ทั่วไป และใช้วิธีการกำหนดค่าด้วยตนเอง/ค้นหาอัตโนมัติเพื่อทำงานในย่านความถี่การทำงานที่เป็นไปได้และโหมดมาตรฐานในทางกลับกัน และสัญญาณดิจิทัลที่ได้รับจะถูกประมวลผลโดยเป้าหมาย รูปแบบการประมวลผลซอฟต์แวร์ การเลือกและข้ามไปยังย่านความถี่การทำงานและมาตรฐานสำหรับการสื่อสารที่เหมาะสมที่สุดสามารถบรรลุความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับโหมดต่างๆ และข้อดีจะชัดเจนในตัวเอง แน่นอนว่า เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของ SDR ผู้คนยังคงต้องเผชิญกับความท้าทายครั้งใหญ่ รวมถึงสถาปัตยกรรม บรอดแบนด์ที่ตั้งโปรแกรมได้ ความถี่วิทยุที่กำหนดค่าได้ และเทคโนโลยีความถี่กลาง และอื่นๆ เมื่อใช้รูปแบบคลื่นวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์เพื่อใช้มาตรฐานการสื่อสารไร้สายที่แตกต่างกัน มาตรฐาน TD-SCDMA จะรวมกับรูปแบบวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ได้ง่ายกว่าเนื่องจากมีลักษณะเฉพาะ เนื่องจาก TD-SCDMA เป็นมาตรฐานเดียวที่ออกแบบเสาอากาศอัจฉริยะและเทคโนโลยีการมอดูเลตดิจิตอลความเร็วสูงอย่างชัดเจนในมาตรฐาน และใช้เทคโนโลยีวิทยุซอฟต์แวร์เพื่อนำไปใช้อย่างชัดเจน ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยี TD-SCDMA ก็ค่อนข้างสะดวกในการปรับใช้กับ SDR ประการแรก แบนด์วิดท์ของแต่ละแถบความถี่ในมาตรฐาน TD-SCDMA ค่อนข้างแคบ และปริมาณการประมวลผลสัญญาณไม่ใหญ่มาก ง่ายต่อการใช้งานโดยใช้แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์แทนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่ต้องการความเร็วในการประมวลผลที่สูงมาก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายมากที่จะเปลี่ยนไปใช้โซลูชันวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ ไม่จำเป็นต้องพิจารณาถึงวิธีการเปลี่ยนจากแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์เป็นแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ ประการที่สอง ในมาตรฐาน TD-SCDMA ทั้งสัญญาณอัปลิงค์และดาวน์ลิงก์ใช้การส่งสัญญาณแบบซิงโครนัส ดังนั้นรูปแบบการดีมอดูเลชันที่สอดคล้องกันกับรูปแบบการใช้งานที่ค่อนข้างง่ายจึงสามารถใช้ได้ในระหว่างการดีมอดูเลชัน แทนที่จะเป็นการมอดูเลตที่ไม่ต่อเนื่องกันที่ซับซ้อน ซึ่งทำให้ความสามารถในการประมวลผลโปรแกรมซอฟต์แวร์ลดลง บรรลุ
วิทยุซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส
Open Source Software Defined Radio (Gnuradio) หรือ Open Source Software Defined Radio เป็นชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ฟรีสำหรับการเรียนรู้ สร้าง และปรับใช้ระบบวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ เริ่มดำเนินการในปี 2001 ปัจจุบัน Gnuradio เป็นหนึ่งในโครงการอย่างเป็นทางการของ GNU ผู้ใจบุญ John Gilmore เป็นผู้ริเริ่มและบริจาคเงิน 320,000.00 ดอลลาร์สหรัฐฯ (US) ให้กับ Eric Blossom เพื่อสร้างและบำรุงรักษาโค้ด
Gnuradio เป็นโปรแกรมประมวลผลสัญญาณวิทยุ ซึ่งเผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของ GNU GPL มีวัตถุประสงค์เพื่อให้โปรแกรมเมอร์ซอฟต์แวร์ทั่วไปมีโอกาสสำรวจคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและกระตุ้นการใช้คลื่นความถี่วิทยุอย่างชาญฉลาด
เช่นเดียวกับคำจำกัดความของระบบวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ทั้งหมด ความสามารถในการกำหนดค่าใหม่เป็นหน้าที่ที่สำคัญที่สุด ไม่จำเป็นต้องซื้ออุปกรณ์ส่งและรับจำนวนมากอีกต่อไป ตราบใดที่สามารถโหลดอุปกรณ์ทั่วไปที่มีซอฟต์แวร์ประมวลผลสัญญาณ (ที่นี่: Gnuradio) แม้ว่าจะกำหนดฟังก์ชันวิทยุที่จำกัดไว้เพียงบางส่วนในปัจจุบัน ตราบใดที่คุณเข้าใจกลไก (อัลกอริธึม) ของระบบส่งสัญญาณไร้สาย คุณสามารถยอมรับได้ในการกำหนดค่าใดๆ
Gnuradio มาจากสาขาของรหัส Pspectra ที่พัฒนาโดยทีมงานโครงการ SpectrumWare ของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในสหรัฐอเมริกา มันถูกเขียนใหม่ทั้งหมดในปี 2004 ดังนั้น Gnuradio ในปัจจุบันจึงไม่มีรหัสใด ๆ ของ Pspectra ดั้งเดิม นอกจากนี้ยังเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า Pspectra ถูกใช้เพื่อสร้าง Vanu Software Radio เชิงพาณิชย์
Gnuradio ได้พัฒนา Universal Software Radio Peripheral (USRP) ซึ่งเป็น ADC 12 บิตที่มี 4 64 MS/s, DAC 4 บิต 14 ตัวที่ 128 MS/s และสายสนับสนุนอื่นๆ รวมถึงอินเทอร์เฟซ USB 2.0 ความเร็วสูง USRP สามารถรองรับความถี่สัญญาณได้กว้างถึง 16 MHz บอร์ดลูกแบบเสียบปลั๊กสำหรับเครื่องส่งและเครื่องรับบางรุ่นสามารถครอบคลุมย่านความถี่ 0 ถึง 5.9 MHz มันถูกพัฒนาโดย Ettus
สินค้าอื่น ๆ ของเรา:
