SDRとは

SDR（Software DefiniTIon Radio）、「Software DefiniTIon Radio」は、無線放送通信技術であり、ハードワイヤード実装ではなく、ソフトウェア定義の無線通信プロトコルに基づいています。言い換えると、周波数帯域、エアインターフェイスプロトコル、および機能は、ハードウェアを完全に交換することなく、ソフトウェアのダウンロードと更新を通じてアップグレードできます。 SDRは、マルチモード、マルチ周波数、および多機能のワイヤレス通信デバイスを構築する際の問題に対して、効果的かつ安全なソリューションを提供します。

　　SDRは再プログラムまたは再構成できるため、新しい波形とプロトコルを動的にロードすることで、さまざまな波形とプロトコル操作を使用できます。これらの波形とプロトコルには、ソフトウェアで波形自体の一部として定義された変調技術、安全性、パフォーマンス特性など、さまざまな部分が含まれています。

　　 1990年代初頭からの移動体通信の発達に伴い、ソフトウェア無線（ソフトウェア無線）の概念が普及しました。 GSM、CDMA-IS95などの複数のデジタル無線通信規格が共存しているため、各規格の携帯電話の要件は異なり、規格の異なる携帯電話を相互接続することはできません。この問題を解決するために、ソフトウェア無線プログラムは、サンプリング、量子化、およびソフトウェア処理のためのデジタル信号への変換のために、2MHzから2000MHzまでのすべての空気信号を収集することを提案しています。言い換えれば、空中に存在する可能性のあるすべての無線通信信号は、任意の無線通信規格の基地局と通信するために、デジタル処理のために受信される。理論的には、ソフトウェア無線技術を使用する携帯電話は、あらゆる無線通信規格と互換性があります。ソフトウェア無線は理論的には優れたアプリケーションの見通しがありますが、実際のアプリケーションでは非常に高速なソフトウェアとハードウェアの処理機能が必要です。ハードウェア技術レベルの制限により、今日まで、純粋なソフトウェア無線の概念は実際の製品で広く使用されていませんでした。しかし、ソフトウェア無線の概念に基づくソフトウェア無線技術がますます注目を集めています。 8年2001月に開催されたITU-XNUMXF会議では、ソフトウェア無線が将来の無線通信の開発の最も可能性の高い方向として推奨されました。ソフトウェア無線はシステムとアーキテクチャです。機器を複数の規格、複数の周波数帯域で使用し、複数の機能を実現できるように、再プログラム可能および再構成可能である必要があります。ベースバンドデジタル信号処理を実現するためにプログラム可能なデバイスを使用するだけでなく、無線周波数と中間周波数のアナログ回路をプログラムして再構築します。ソフトウェア無線機能の現在の要件には、再プログラミングとリセットの機能、サービスの提供と変更の機能、複数の標準機能とインテリジェントなスペクトル利用機能のサポートなどが含まれます。 SDRは分離されたテクノロジーではなく、すべてのテクノロジーに使用できる共通のプラットフォームであることに注意してください。

ソフトウェア無線とソフトウェア無線の最も重要な違いは、前者は全周波数帯域（2MHz〜2000MHz）のすべての空中無線信号を受信する必要はなく、手動構成/自動検索によって2000つの周波数帯域を受信する必要があることです。は3つの周波数帯域です。現在の空気での通信に最適な周波数帯域とシステムを見つけてください。ご存知のように、さまざまな理由により、IMT2000または3G規格は、当初の意図どおりにグローバルな統一規格を形成しませんでしたが、代表としてヨーロッパでWCDMA、北米でcdma2、中国でTD-SCDMAを形成しました。一連の標準。複数の異なる規格によって引き起こされる問題の3つは、異なる規格規格間の携帯電話のローミングと互換性の問題です。さらに、既存の95G標準からのXNUMXG標準のスムーズな移行を考慮すると、XNUMXG携帯電話はGSMプロトコルとCDMA-ISXNUMXプロトコルの両方もサポートする必要があります。ソフトウェア無線技術を使用する場合は、一般的なソフトウェアプラットフォームを使用し、手動構成/自動検索方法を使用して、可能な動作周波数帯域と標準モードで順番に動作し、受信したデジタル信号はターゲットによって処理されます。ソフトウェア処理スキーム。通信に最適な動作周波数帯域と標準を選択してジャンプすることで、さまざまなモードとの完全な互換性を実現でき、その利点は自明です。もちろん、SDRの目標を達成するには、アーキテクチャ、ブロードバンドでプログラム可能な、構成可能な無線周波数、中間周波数技術など、人々は依然として大きな課題に直面する必要があります。ソフトウェア無線方式を使用してさまざまな無線通信規格を実装する場合、TD-SCDMA規格は、その特性により、ソフトウェア無線方式と組み合わせるのが簡単です。 TD-SCDMAは、スマートアンテナと高速デジタル変調技術を明示的に設計し、ソフトウェア無線技術を明確に使用して実装している唯一の標準であるためです。同時に、TD-SCDMAテクノロジーはSDRで実装するのに比較的便利です。まず、TD-SCDMA規格の各周波数帯域の帯域幅は比較的狭く、信号処理量はそれほど多くありません。非常に高い処理速度を必要とするハードウェアプラットフォームの代わりに、ソフトウェアプラットフォームを使用して実装するのは簡単です。したがって、ソフトウェア無線ソリューションへの移植は非常に簡単です。、ハードウェアプラットフォームからソフトウェアプラットフォームに切り替える方法を検討する必要はありません。第二に、TD-SCDMA規格では、アップリンク信号とダウンリンク信号の両方が同期伝送を使用するため、複雑なインコヒーレント復調の代わりに、比較的単純な実装方式のコヒーレント復調方式を復調中に使用できます。これにより、ソフトウェアプログラミングの処理能力が低下しやすくなります。成し遂げる

　　オープンソースソフトウェアラジオ

　　オープンソースソフトウェア無線（Gnuradio）またはオープンソースソフトウェア無線は、ソフトウェア無線システムを学習、構築、および展開するための無料のソフトウェアツールキットです。 2001年に開始されたGnuradioは、現在、GNUの公式プロジェクトの320,000.00つです。慈善家のジョン・ギルモアが開始し、コードの構築と保守のためにエリック・ブロッサムにXNUMXドル（米国）を寄付しました。

　　Gnuradioは、GNUGPLの条件の下で配布される無線信号処理プログラムです。その目的は、通常のソフトウェアプログラマーに電磁波を探索し、無線周波数波のスマートな使用を刺激する機会を提供することです。

　　すべてのソフトウェア無線システムの定義と同様に、再構成可能性はその最も重要な機能です。信号処理ソフトウェア（ここではGnuradio）の一般的な機器を搭載できる限り、多くの送受信機器を購入する必要はありません。現在、限られた無線機能をいくつか定義しているだけですが、無線伝送システムのメカニズム（アルゴリズム）を理解していれば、どのような構成でも受け入れることができます。

　　Gnuradioは、米国のマサチューセッツ工科大学のSpectrumWareプロジェクトチームによって開発されたPspectraコードのブランチに由来します。 2004年に完全に書き直されました。したがって、今日のGnuradioには、元のPspectraのコードは含まれていません。 Pspectraが商用のVanuSoftwareRadioの作成に使用されたことも言及する価値があります。

　　 Gnuradioは、Universal Software Radio Peripheral（USRP）を開発しました。これは、12 4 MS / sの64ビットADC、4 MS / sの14つの128ビットDAC、および高速USB2.0インターフェイスを含むその他のサポートラインです。 USRPは、最大16MHz幅の信号周波数を処理できます。送信機と受信機用の一部のプラグインドーターボードは、0〜5.9MHzの周波数帯域をカバーできます。それはEttusによって開発されました。