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소프트웨어 정의 라디오 수신기 SDR 이해

소프트웨어 정의 라디오 수신기 SDR 이해

소프트웨어 정의 무선 기술은 최근 몇 년 동안 크게 발전했습니다. 하드웨어의 발전은 비용이 감소하고 성능이 향상되었음을 의미합니다.

즉, 소프트웨어 정의 라디오는 이제 고급 무선 통신 장비에서 매우 저렴한 비용으로 제공되는 간단한 USB 플러그 인 모듈에 이르기까지 모든 분야에서 볼 수 있습니다.

소프트웨어 정의 라디오, SDR, 기술은 기존 하드웨어 기반 라디오 설계에 비해 몇 가지 중요한 이점을 제공 할 수 있습니다. 디지털 처리의 힘을 사용하여 소프트웨어 정의 라디오는 다양한 분야의 다양한 응용 분야에서 사용되고 있습니다.

기본 SDR 개념

SDR 소프트웨어 라디오의 기본 개념은 라디오가 소프트웨어에 의해 완전히 구성되거나 정의 될 수 있다는 것입니다.

이상적인 세계에서 들어오는 신호는 즉시 디지털 형식으로 변환되고 신호는 완전히 디지털 방식으로 처리됩니다.

반대로 전송의 경우 신호는 디지털 방식으로 생성되고 안테나에서 최종 아날로그 신호로 변환됩니다.

이 접근 방식은 소프트웨어를 변경하기 만하면 새로운 애플리케이션에 맞게 라디오를 완전히 재구성 할 수 있다는 장점이 있습니다. 소프트웨어를 업데이트하기 만하면 새로운 변조 형식, 새로운 응용 프로그램 등을 따라 잡기 위해 업데이트 할 수 있습니다.

또한 공통 하드웨어 플랫폼을 다양한 제품 및 응용 프로그램에서 사용할 수 있으므로 성능을 유지하거나 개선하면서 비용을 절감 할 수 있습니다.

소프트웨어 정의 무선 애플리케이션

SDR 소프트웨어 무선 개념은 다음과 같은 다양한 사용 영역에 적용됩니다.

  • 이동 통신 : 소프트웨어 정의 라디오는 이동 통신과 같은 영역에서 매우 유용합니다. 소프트웨어를 업그레이드하면 모든 표준에 변경 사항을 적용하고 하드웨어를 변경할 필요없이 소프트웨어를 업그레이드하여 새 파형을 추가 할 수도 있습니다. 원격으로도 가능하므로 상당한 비용 절감 효과를 제공합니다.
  • 연구 및 개발 : 소프트웨어 정의 라디오 인 SDR은 많은 연구 프로젝트에서 매우 유용합니다. 무전기는 처음부터 전체 하드웨어를 설계 할 필요없이 모든 애플리케이션에 정확한 수신기 및 송신기 요구 사항을 제공하도록 구성 할 수 있습니다.
  • 군: 군대는 소프트웨어 정의 무선 기술을 많이 사용하여 하드웨어를 재사용하고 필요에 따라 신호 파형을 업데이트 할 수 있습니다.
  • 아마추어 라디오 : 라디오 햄은 소프트웨어 정의 라디오 기술을 매우 성공적으로 사용하여 향상된 성능과 유연성을 제공합니다.
  • 다른: 소프트웨어 조정을 사용하여 무선을 요구 사항에 정확히 맞출 수 있도록 SDR 기술을 사용할 수있는 다른 응용 프로그램이 매우 많습니다.

소프트웨어 정의 라디오, SDR, 개념의 사용을 고려할 수있는 많은 기회가 있습니다. 시간이 지남에 따라 기술이 발전함에 따라 새로운 영역에서 개념을 사용할 수 있습니다.

소프트웨어 정의 라디오 정의

사소한 연습으로 들릴 수 있지만 소프트웨어 정의 라디오에 대한 정의를 만드는 것은 생각만큼 간단하지 않습니다. 또한 규제 응용 프로그램, 표준 문제 및 SDR 기술이 더 빠르게 발전 할 수 있도록하는 등 여러 가지 이유로 강력한 정의를 생성해야합니다.

소프트웨어 정의 라디오 인 SDR에 대한 정의를 포함 할 수있는 많은 정의가 나타났습니다. SDR 포럼 자체는 다음과 같은 방식으로 소프트웨어를 포함하는 두 가지 주요 유형의 라디오를 정의했습니다.

  • 소프트웨어 제어 라디오 : 일부 또는 모든 물리 계층 기능이 소프트웨어로 제어되는 라디오. 즉, 이러한 유형의 라디오는 소프트웨어를 사용하여 라디오 내에 고정 된 다양한 기능을 제어 할 수 있습니다.
  • 소프트웨어 정의 라디오 : 물리적 계층 기능의 일부 또는 전부가 소프트웨어 정의 된 라디오. 즉, 소프트웨어는 라디오의 사양과 기능을 결정하는 데 사용됩니다. 라디오 내의 소프트웨어가 변경되면 그 성능과 기능이 변경 될 수 있습니다.

소프트웨어 정의 라디오 인 SDR의 본질을 포함하는 것으로 보이는 또 다른 정의는 변조 및 복조, 필터링 (대역폭 변경 포함), 주파수 선택 및 필요한 경우 주파수 호핑. 소프트웨어 변경을 재구성하면 라디오의 성능이 변경됩니다.

이를 달성하기 위해 소프트웨어 정의 무선 기술은 디지털 신호 처리 (DSP) 프로세서와 범용 프로세서로 구성된 일반 하드웨어 플랫폼에서 실행되는 소프트웨어 모듈을 사용하여 신호를 송수신하는 무선 기능을 구현합니다.

이상적인 세계에서는 최종 주파수와 정확한 레벨의 신호가 방출되고 수신의 경우와 유사하게 안테나의 신호가 직접 숫자로 변환되고 모든 처리는 소프트웨어 제어하에 수행됩니다. 이러한 방식으로 하드웨어에 의해 도입 된 제한이 없습니다. 이를 달성하기 위해 전송을위한 디지털-아날로그 변환은 애플리케이션에 따라 상대적으로 높은 전력을 가져야하며 수신을 위해 매우 낮은 잡음을 가져야합니다. 결과적으로 전체 소프트웨어 정의는 일반적으로 불가능합니다.

JTRS SDR

JTRS (Joint Tactical Radio System)는 소프트웨어 정의 무선 기술 개발에 큰 자극을 준 소프트웨어 정의 무선 이니셔티브입니다.

주로 군사 애플리케이션을 겨냥한 JTRS는 서로 다른 무선 네트워크, 필드 라디오 및 장치 간의 상호 운용성을 개선하는 것을 목표로했습니다.

JTRS 이니셔티브는 소프트웨어와 하드웨어, SDR 기술로 구성되어 다중 모드, 다중 대역 및 다기능 무선 장치와 네트워크 장비를 개발할 수있었습니다. SDR 기술을 사용하는 목적은 소프트웨어 업데이트 및 하드웨어 재구성을 통해 동적으로 재구성, 향상 및 업그레이드 될 수 있다는 것이 었습니다.

JTRS는 특히 다른 국가의 세력이 함께 작전 할 수있는 연합 스타일 작전에서 특히 매력적인 제안이었습니다. 라디오는 다른 나라의 군대간에 통신이 가능하도록 재구성 될 수 있습니다.

소프트웨어 정의 라디오의 장단점

다른 기술과 마찬가지로 소프트웨어 정의 무선 기술을 사용하면 장단점이 있습니다.

SDR 기술의 장점

  • 매우 높은 수준의 성능을 달성 할 수 있습니다.
  • 소프트웨어를 업데이트하여 성능을 변경할 수 있습니다 (하드웨어 종속 속성은 업데이트 할 수 없습니다).
  • 소프트웨어를 업데이트하여 라디오를 재구성 할 수 있습니다.
  • 동일한 하드웨어 플랫폼을 여러 다른 라디오에 사용할 수 있습니다.

SDR 기술의 단점

  • 아날로그-디지털 변환기는 디지털 섹션에서 사용할 수있는 최고 주파수를 제한합니다.
  • 에 대한 대단히 간단한 라디오는 기본 플랫폼이 너무 비쌀 수 있습니다.
  • 소프트웨어 정의 라디오를 개발하려면 하드웨어 및 소프트웨어 기술이 모두 필요합니다.

소프트웨어 정의 라디오가 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 처리 성능이 구현 비용이 저렴 해짐에 따라 SDR 기반 라디오는 하이 엔드 애플리케이션에 점점 더 많이 사용되고 있으며 점점 더 로우 엔드 라디오로 이동하고 있습니다.

SDR 기술의 주요 장점 중 하나는 사용자의 요구 사항을 정확히 충족하도록 구성 할 수 있다는 것입니다. 소프트웨어를 약간만 변경하면 무선이 요구 사항에 정확히 맞을 수 있습니다. 또한 GNU 소프트웨어와 같은 오픈 소스 소프트웨어로 구현하기가 점점 더 쉬워지고 있습니다.


비디오보기: Getting Started with the RTL-SDR Software Defined Radio (일월 2021).