Эволюция беспроводных технологий

Программно определяемая радиосистема (ПОР) — это радиопередатчик или радиоприемник, который использует программное обеспечение для настройки рабочих параметров, таких как частота, модуляция и мощность. ПОР позволяет менять радиосистемы, используя одну и ту же аппаратуру, что делает технологию гибкой и универсальной.

Принцип работы

Идеальный случай

В идеальной системе ПОР аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который подключается к антенне. Цифровой сигнальный процессор обрабатывает сигнал, а затем передает его в требуемом формате. То же самое происходит и в передатчике: процессор генерирует цифровые потоки, которые передаются на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и затем на антенну. Однако на практике реализовать такую схему трудно из-за проблем с преобразованием сигналов с высокой скоростью и точностью.

Применяемые схемы

Основные ограничения в развитии ПОР связаны с характеристиками АЦП и ЦАП. Быстродействие цифровой обработки не является узким местом. Однако увеличенное энергопотребление может стать препятствием для использования ПОР в портативных устройствах. Современные образцы АЦП и ЦАП способны работать в диапазонах до сотен мегагерц, но для достижения максимальных характеристик часто используются схемы с преобразованием частоты. Обработка может происходить как на универсальных процессорах, так и на специализированных интегральных схемах, таких как ПЛИС. Последние являются более экономичными и позволяют быстро адаптировать систему.

История

Одна из первых систем ПОР, названная SpeakEasy, была разработана для американских военных. Она могла эмулировать более 10 радиосистем, действующих в диапазоне от 2 до 20 МГц. В начале 1970-х годов появилась другая система, использующая ПОР для радиолокации и наведения, например, в комплексе ПВО С-300. Эти ранние разработки легли в основу современных технологий программно определяемого радио.

Назначение

ПОР позволяет заменить множество существующих радиоприемников и трансиверов на несколько универсальных блоков, управляемых программным обеспечением. Это упрощает конструкции и снижает затраты, улучшает характеристики и поддерживает разнообразные модуляции. Доступность недорогих АЦП и ЦАП, а также мощных цифровых процессоров упрощает разработку и внедрение новых технологий.

Любительские ПОР

С 2013 года любители радиосвязи могут использовать недорогие DVB-T USB приемники для создания ПОР. Эти приемники позволили разрабатывать широкий спектр приложений, включая радиотелескопы и приемники различных сигналов. К 2016 году цена на такие устройства снизилась до 7 долларов, что сделало технологию доступной для широких масс.

ПОР и технологии RFID

Программно определяемые радиосистемы могут быть интегрированы в системы радиочастотного опознавания (RFID), которые работают на разных частотах и протоколах. Это открывает новые возможности для автоматизации и отслеживания объектов.

Заключение

Эволюция беспроводных технологий, включая использование программно определяемых радиосистем, приводит к значительным изменениям в области передачи данных и связи. Эти технологии становятся основой для современных приложений и сервисов. Для более подробной информации о текущих рейтингах технологий можно обратиться к главной странице Рейтинг Самары.