सॉफ्टवेयर रेडियो (एसडीआर) वायरलेस संचार के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनों में से एक है। पारंपरिक रेडियो के विपरीत, जो फ़िल्टरिंग, मिश्रण और मॉड्यूलेशन के लिए स्थिर एनालॉग सर्किट पर निर्भर करते हैं,एसडीआर अधिकांश प्रसंस्करण को डिजिटल डोमेन में स्थानांतरित करता हैहार्डवेयर-केंद्रित सुविधाओं को सॉफ्टवेयर-संचालित एल्गोरिदम के साथ बदलकर, एसडीआर अद्वितीय लचीलापन प्रदान करता है जो डिजाइनरों को क्षमताओं को अपग्रेड करने, नए प्रोटोकॉल के अनुकूल,और हार्डवेयर को फिर से डिजाइन किए बिना सिस्टम जीवन चक्र का विस्तार करें. जी.
इस तेजी से पुनर्गठन क्षमता ने एसडीआर को रक्षा प्रणालियों और एयरोस्पेस से लेकर 5जी बुनियादी ढांचे, उपग्रह संचार,और इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरण.
एसडीआर पारंपरिक रेडियो प्रणालियों से कैसे भिन्न है?
पारंपरिक आरएफ रिसीवर में अधिकांश कार्य एनालॉग घटकों द्वारा किया जाता है: मिक्सर इनपुट सिग्नल को डाउन-कन्वर्ट करता है, फिल्टर स्पेक्ट्रम को फिर से आकार देता है,और मॉड्यूलेटर या डेमोड्यूलेटर जानकारी को पुनर्प्राप्त करता हैयह एनालॉग लिंक अस्थिर और शोर के प्रति संवेदनशील है और प्रत्येक नए बैंड या मानक के लिए इसे फिर से डिजाइन करने की आवश्यकता है।
इसके विपरीत, एसडीआर एनालॉग फ्रंट-एंड को कम करता है - आमतौर पर केवल एंटीना और बुनियादी आरएफ फ्रंट-एंड सर्किट (चित्र 1) । इनपुट तरंग रूप को एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर (एडीसी) द्वारा डिजिटलीकृत किया जाता है,और भारी काम सॉफ्टवेयर द्वारा पूरा किया जाता हैमॉड्यूलेशन, डिमॉड्यूलेशन, चैनल फ़िल्टरिंग, त्रुटि सुधार और डिकोडिंग डिजिटल रूप से किए जाते हैं। इसी प्रकार प्रसारण के दौरान,डिजिटल से एनालॉग कनवर्टर (डीएसी) संसाधित डेटा को आरएफ सिग्नल में वापस परिवर्तित करता है, जिसे सॉफ्टवेयर रूटीन द्वारा भी नियंत्रित किया जाता है।
एसडीआर प्रक्रिया का मूल चित्र
चित्र 1: मूल एसडीआर प्रक्रिया. छवि स्रोत: iWave Global)
यह बदलाव बहुत अधिक लचीलापन पैदा करता है: एक ही रेडियो हार्डवेयर आज वाई-फाई का समर्थन कर सकता है, कल 5 जी, और कल सामरिक संचार को सुरक्षित कर सकता है - सभी सॉफ्टवेयर अपडेट के साथ।
आरएफएसओसीः एसडीआर के लिए आदर्श मंच
उच्च प्रदर्शन वाले एसडीआर के निर्माण के लिए अति तेज कनवर्टर, शक्तिशाली प्रसंस्करण संरचना और कम विलंब डेटा चैनल की आवश्यकता होती है।AMDTM UltraScale+TM के लिए Zynq आरएफएसओसी परिवार निम्नलिखित उपकरणों को एकीकृत करके इन आवश्यकताओं को पूरा करता है:
बहु-गीगाबिट नमूनाकरण आरएफ-एडीसी और आरएफ-डीएसी
वास्तविक समय डीएसपी के लिए एफपीजीए प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस
सॉफ्टवेयर नियंत्रण के लिए एम्बेडेड आर्म ® प्रोसेसर
उच्च गति मेमोरी और ट्रांससीवर इंटरफ़ेस
आरएफएसओसी एक एकल डिवाइस में कई असतत उपकरणों को एकीकृत करता है, जो सर्किट बोर्ड डिजाइन को काफी सरल बनाता है। यह एकीकरण बिजली की खपत को कम करता है, विलंबता को कम करता है,और संकेत की अखंडता में सुधार करता हैबहुत उच्च समय सटीकता और प्रदर्शन आवश्यकताओं के साथ वास्तविक समय आरएफ अनुप्रयोगों के लिए, आरएफएसओसी अल्ट्रा-कम विलंबता और तंग सिंक्रनाइज़ेशन के साथ एक-टुकड़ा समाधान प्रदान करता है।
प्रत्यक्ष आरएफ नमूनाकरण की शक्ति
आरएफएसओसी का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह कई जीएसपीएस सैंपलिंग दरों का समर्थन करने में सक्षम है। इसका आरएफ-एडीसी सीधे आरएफ आवृत्ति के संकेत को कैप्चर कर सकता है,जबकि आरएफ-डीएसी अल्ट्रा-वाइड बैंड आउटपुट उत्पन्न कर सकता है, और वे दोनों मध्यवर्ती डाउन-कन्वर्जन चरण पर निर्भर नहीं हैं।
यह "लगभग सभी डिजिटल" रेडियो रैक के लिए यह संभव बनाता है कि मानक जैसे कि 2.4 गीगाहर्ट्ज वाई-फाई, लगभग 3.5 गीगाहर्ट्ज 5 जी नए रेडियो, और 800 मेगाहर्ट्ज से 1 तक।8 गीगाहर्ट्ज सेलुलर बैंड को सीधे डिजिटलीकृत और संसाधित किया जा सकता हैइसके विपरीत, कई ऑफ-द-शेल्फ एसडीआर प्लेटफार्म दर्जनों या सैकड़ों मेगाहर्ट्ज के नमूनाकरण दरों तक सीमित हैं और इसलिए संकेत को मध्यवर्ती आवृत्ति में स्थानांतरित करने के लिए एनालॉग मिक्सर पर निर्भर हैं।
इन एनालॉग स्तरों को समाप्त करके, आरएफएसओसी आधारित एसडीआर उच्च निष्ठा, कम विलंबता और अधिक कॉम्पैक्ट डिजाइन (चित्र 2) को सक्षम करते हैं।