सॉफ्टवेयर परिभाषित रेडियो (एसडीआर) वायरलेस संचार के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनों में से एक है। पारंपरिक रेडियो फ़िल्टरिंग, मिश्रण और मॉड्यूलेशन के लिए स्थिर एनालॉग सर्किट पर निर्भर करता है,जबकि एसडीआर अलग है क्योंकि यह अधिकांश प्रसंस्करण कार्य को डिजिटल डोमेन में स्थानांतरित करता हैहार्डवेयर केंद्रित कार्यक्षमता को सॉफ्टवेयर आधारित एल्गोरिदम से बदलकर, एसडीआर ने बेजोड़ लचीलापन प्राप्त किया है, जिससे डिजाइनरों को कार्यक्षमता को अपग्रेड करने, नए प्रोटोकॉल के अनुकूल होने,और हार्डवेयर को फिर से डिजाइन करने की आवश्यकता के बिना सिस्टम जीवनचक्र का विस्तार.
इस तेजी से पुनर्गठन की क्षमता एसडीआर को रक्षा प्रणालियों और एयरोस्पेस से लेकर 5जी बुनियादी ढांचे, उपग्रह संचार,और इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरण.
एसडीआर और पारंपरिक रेडियो प्रणालियों के बीच क्या अंतर हैं?
पारंपरिक आरएफ रिसीवरों में अधिकांश कार्य एनालॉग घटकों द्वारा किया जाता हैः मिक्सर इनपुट सिग्नल को नीचे परिवर्तित करता है, फिल्टर स्पेक्ट्रम को आकार देता है,और मॉड्यूलेटर या डेमोड्यूलेटर जानकारी को पुनर्प्राप्त करता हैयह सिमुलेशन चेन अस्थिर और शोर के प्रति संवेदनशील है, जिसके लिए प्रत्येक नए आवृत्ति बैंड या मानक के लिए पुनः डिजाइन की आवश्यकता होती है।
इसके विपरीत, एसडीआर एनालॉग फ्रंट-एंड को न्यूनतम तक कम करता है - आमतौर पर केवल एंटीना और बुनियादी आरएफ फ्रंट-एंड सर्किटरी (चित्र 1) ।इनपुट तरंगरूप को एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर (एडीसी) द्वारा डिजिटलीकृत करने के बाद, भारी कार्यभार सॉफ्टवेयर द्वारा पूरा किया जाता है। मॉड्यूलेशन, डेमोड्यूलेशन, चैनल फ़िल्टरिंग, त्रुटि सुधार और डिकोडिंग सभी डिजिटल रूप से किए जाते हैं। इसी तरह, प्रसारण प्रक्रिया 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: आईवेव ग्लोबल)
इस परिवर्तन से बहुत अधिक लचीलापन पैदा होता है: वही वायरलेस हार्डवेयर आज वाई-फाई का समर्थन कर सकता है, कल 5जी फ्रीक्वेंसी बैंड,और सुरक्षित सामरिक संचार परसों के बाद - सभी सिर्फ सॉफ्टवेयर अद्यतन के साथ.
आरएफएसओसीः एसडीआर के लिए आदर्श मंच
उच्च प्रदर्शन वाले एसडीआर के निर्माण के लिए अति तेज कन्वर्टर्स, शक्तिशाली प्रोसेसिंग संरचनाओं और कम विलंबता वाले डेटा चैनलों की आवश्यकता होती है।AMD की ZynqTM UltraScale+TM RFSoC श्रृंखला निम्नलिखित उपकरणों को एकीकृत करके इन आवश्यकताओं को पूरा करती है:
बहु गीगाबिट नमूनाकरण आरएफ-एडीसी और आरएफ-डीएसी
वास्तविक समय डीएसपी के लिए एफपीजीए प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस
सॉफ्टवेयर नियंत्रण ® प्रोसेसर के लिए एम्बेडेड आर्म
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 हैवास्तविक समय आरएफ अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अत्यधिक उच्च समय सटीकता और प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, आरएफएसओसी अल्ट्रा-कम विलंबता और तंग सिंक्रनाइज़ेशन के साथ एकल-चिप समाधान प्रदान कर सकता है।
प्रत्यक्ष आरएफ नमूनाकरण की शक्ति
आरएफएसओसी का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह कई जीएसपीएस नमूना दरों का समर्थन करने में सक्षम है। इसका आरएफ-एडीसी सीधे आरएफ आवृत्ति संकेतों को कैप्चर कर सकता है, जबकि आरएफ-डीएसी अल्ट्रा वाइडबैंड आउटपुट उत्पन्न कर सकता है,दोनों मध्यवर्ती नीचे रूपांतरण चरणों पर भरोसा किए बिना.
यह एक "लगभग पूरी तरह से डिजिटल" रेडियो रैक का निर्माण करने की अनुमति देता है, जहां 2.4 गीगाहर्ट्ज वाई-फाई जैसे मानक, 3.5 गीगाहर्ट्ज के आसपास 5 जी नए रेडियो, और 800 मेगाहर्ट्ज से 1 से सेलुलर आवृत्तियां हैं।8 गीगाहर्ट्ज सभी सीधे डिजिटलीकृत और संसाधित किया जा सकता हैइसके विपरीत, कई मौजूदा एसडीआर प्लेटफॉर्म केवल कुछ दसियों या सैकड़ों मेगाहर्ट्ज की नमूनाकरण दरों तक सीमित हैं, इस प्रकार संकेत को मध्यवर्ती आवृत्तियों में स्थानांतरित करने के लिए एनालॉग मिक्सर पर निर्भर हैं।