1 / 33

Radio programowalne i jego rola w przyszłych systemach radiokomunikacyjnych

Radio programowalne i jego rola w przyszłych systemach radiokomunikacyjnych. Piotr Kaczorek. Radio programowalne. Próba definicji Zalety i ograniczenia Obszary zastosowań Przykłady implementacji SPEAKeasy Software Radio DRM Software Radio Podsumowanie. Tradycyjne „radio analogowe”. RF.

xanthus-mullen
Download Presentation

Radio programowalne i jego rola w przyszłych systemach radiokomunikacyjnych

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Radio programowalnei jego rola w przyszłych systemach radiokomunikacyjnych Piotr Kaczorek

  2. Radio programowalne • Próba definicji • Zalety i ograniczenia • Obszary zastosowań • Przykłady implementacji • SPEAKeasy Software Radio • DRM Software Radio • Podsumowanie

  3. Tradycyjne „radio analogowe” RF IF AF wzm.,filtr RF konw.RF/IF wzm.,filtr IF Demod ASIC: Application Specific Integrated Circuit RF: Radio frequency, IF: Intermediate frequency,AF: Audio frequency (Base Band)

  4. Tradycyjne „radio cyfrowe” RF IF AF wzm.,filtr RF konw.RF/IF wzm.,filtr IF Demod Modem DTE DTE: Data Terminal Equipment

  5. Radio wirtualne RF IF AF wzm.,filtr RF konw.RF/IF wzm.,filtr IF Demod PC A/D D/A A/D: Analog / Digital ConverterPC: Personal Computer

  6. Cechy radia programowalnego • Konwersja A/D bliżej anteny • Programowe przetwarzanie sygnałów, z możliwością wymiany oprogramowania • Stosowanie procesorów DSP ogólnego przeznaczenia

  7. Radio programowalne RF AF wzm., filtr RF A/D DSP FPGA D/A DSP: Digital Signal ProcessorFPGA: Field Programmable Gate Array

  8. Radio programowalne RF IF AF wzm., filtr RF konw.RF/IF A/D DSP FPGA D/A DSP: Digital Signal ProcessorFPGA: Field Programmable Gate Array

  9. Potencjalne korzyści Konwersja A/D bliżej anteny • Szybsze i łatwiejsze uzyskanie korzyści z postępu w teorii telekomunikacji i DSP: • nowe algorytmy DSP, • nowe metody wielodostępu, modulacji, itp.

  10. Potencjalne korzyści Przetwarzanie programowe sygnałów • Wymiana oprogramowania jest łatwiejsza i znacznie tańsza, niż wymiana sprzętu • Nowe oprogramowanie może być „ściągane” drogą radiową • eliminacja błędów oprogramowania • wprowadzanie nowych rodzajów usług

  11. Potencjalne korzyści Procesory ogólnego przeznaczenia • Wielofunkcyjność • obniżenie kosztu urządzeń wielotrybowych • rozszerzenie zakresu usług • Rozszerzenie rynku producentów • szybszy rozwój, niższe ceny

  12. Ograniczenia • Część analogowa: • liniowe, szerokopasmowe wzmacniacze • Przetworniki A/D • szybkość i rozdzielczość próbkowania • Układy DSP • moc obliczeniowa • zużycie energii

  13. Software Defined Radio • Digitalizacja sygnału analogowego- może mieć miejsce na IF lub RF • Programowe przetwarzanie sygnałów- oprogramowanie ma wpływ na parametry systemu: częstotliwość, pasmo sygnału, modulacja, moc • Stosowanie układów ogólnego przeznaczenia- FPGA, DSP, P-ASIC, GP-P

  14. Software Defined Radio • Możliwość wymiany oprogramowania- nowe oprogramowanie pozwala na zmianę parametrów sygnału i rozszerzenie zakresu usług • Powyższe nie wymaga wymiany sprzętu lub jego części • Praca wielotrybowa- oprogramowanie umożliwia pracę w różnych systemach, trybach, pasmach

  15. Obszary zastosowań SDR

  16. Obszary zastosowań SDR • Systemy wojskowe • Zmiany pasm częstotliwości • Wprowadzanie nowych technologii • Kompatybilność systemów • Policja i służby ratownicze • Kompatybilność systemów • Zarządzanie zasobami, również cywilnymi

  17. Obszary zastosowań SDR • Przemysł motoryzacyjny • Wzrastające znaczenie komunikacji radiowej • Możliwość aktualizacji • Transport (kolej, lotnictwo) • Systemy regionalne

  18. Obszary zastosowań SDR • Infrastruktura systemów komórkowych • Niższy koszt stacji bazowych wielotrybowych • Niższy koszt wprowadzania nowych systemów, usług • Terminale systemów komórkowych • Dalsza przyszłość (zużycie energii) • Elektronika masowego użytku ?

  19. Obszary oddziaływania SDR • Rynek producentów sprzętu, • Struktura systemów radiokomunikacyjnych • Zarządzanie widmem • Certyfikacja i standaryzacja

  20. SDR a rynek producentów • Rozluźnienie łańcucha producentówchipset – terminal – infrastruktura • Podział sprzętu na fragmenty produkowane i sprzedawane oddzielnie:segment RF - procesor DSP - oprogramowanie • Krótszy czas projektowania i wdrażania • Więcej producentów, silniejsza konkurencjakrótszy czas wdrażania –> niższe ceny

  21. SDR a struktura systemu • Rozluźnienie łańcucha użytkownik – terminal – radiowa sieć dostępowa – sieć szkieletowa – operator – dostawca usług • Tradycyjne podejście: system dostępu radiowego wynika z regulacji i określa zakres dostępnych usług • Podejście SDR: system dostępu radiowego wybierany na żądanie, zależnie od usługi i okoliczności

  22. SDR a zarządzanie widmem • Tradycyjne podejście:fragmenty pasma przypisane na stałe systemom i operatorom • Podejście SDR:łatwość zmian systemu dostępu radiowego i/lub częstotliwości -> rynek wtórny widma;Wymaga to zmian w zasadach zarządzania widmem

  23. SDR a polityka certyfikacji • Tradycyjne podejście:- oprogramowanie i sprzęt stanowią całość- SDR – certyfikacja każdej kombinacji oprogramowania i sprzętu • Rozwiązanie Vanu- podział SDR na dwa segmenty: SPU, Signal Processing Unit oraz ITU, Independent Transmitter Unit,- certyfikacji podlega tylko ITU

  24. Przykłady implementacji • Projekty badawcze UE • SPEAKeasy Software Radio • DRM Software Radio

  25. Projekty badawcze UE • Projekt SORT (część programu RACE)- określenie potrzeb, opracowanie architektury, implementacja sekcji RF-IF oraz DSP, przeprowadzenie testów • Projekt SODERA (część programu IST)- opracowanie architektury sekcji RF-IF systemów komórkowych 3G na potrzeby SDR

  26. SPEAKeasy • Program Departamentu Obrony USA • Instalacja nowego oprogramowania:- z dysków wymiennych lub drogą radiową • Zastosowania: • Komunikacja głosowa i transmisja danych • Łączność taktyczna sił zbrojnych • Cywilne służby ratownicze i policja

  27. SPEAKeasy

  28. Digital Radio Mundiale • DRM – organizacja zrzeszająca 80 nadawców, producentów, operatorów, instytutów badawczych i agencji standaryzacyjnych z 30 państw • DRM - system cyfrowy radiodyfuzji w pasmach do 30 MHz (LF, MF, HF)

  29. DRM - harmonogram prac • 1998 – założenie DRM • 1999 – ocena propozycji systemu • 2000 – pierwsze próby, zgłoszenie do ITU • 2001 – specyfikacja techn., standaryzacja • 2002 – transmisje pilotowe • 2003 – oficjalna premiera: WRC’2003

  30. DRM – prototyp odbiornika

  31. DRM Software Radio

  32. System demonstracyjny • Segment RF: Watkin-Johnson - częstotliwość 2MHz - 2GHHz, pasmo 2 - 45 MHz • Przetwornik A/D- próbkowanie 60 Msps, - rozdzielczość 14 bitów • Procesor DSP-Pentium III 700 MHz • Zastosowania: radio FM, radio policyjne, terminal AMPS, terminal GSM

  33. Podsumowanie • Korzyści, jakie zapewnia SDR: • Bardziej efektywne wykorzystanie widma • Niższy koszt i krótszy czas wprowadzania nowych technologii • Otwarcie nowych rynków • Obniżenie ceny terminali i usług

More Related