Software Defined Radio

[RadioNews]

Software Defined Radio https://amzn.to/3zrRVeB in sigla SDR, è una tecnologia in via di sviluppo che permette di costruire ricevitori radio non più hardware ma quasi completamente software che a differenza degli altri sono multistandard. Multistandard semplicemente vuol dire che, poiché tutti gli standard presenti possiedono caratteristiche simili, come ad esempio l'accesso al canale, il ricevitore SDR funziona con tutti perché il suo hardware è riprogrammabile attraverso software. Se prima era presente un ricevitore per ogni standard, con SDR si ha un ricevitore riprogrammabile ogni qualvolta si vuole gestire uno standard diverso.

Oggigiorno i ricevitori dei vari standard (UMTS, GSM, Wimax, satellitare...) sono costruiti completamente hardware e funzionano tutti allo stesso modo, cioè tutti possiedono un'antenna che capta il segnale modulato alla frequenza dello standard usato, un demodulatore che riporta il segnale dalla banda traslata (centrata alla frequenza di modulazione) in banda base (centrata alla frequenza nulla) e un blocco di conversione analogico-digitale che converte il segnale continuo in segnale numerico. I vantaggi ad avere un ricevitore unico sono notevoli ma tra questi sicuramente citiamo i due più importanti:

L'estensione della funzionalità del sistema ad un ampio intervallo di trasmissioni radio. Inoltre si potranno aggiungere nei terminali mobili nuovi servizi ed aggiornamenti che potranno essere realizzati in maniera automatica ed in autonomia.

La riconfigurabiltà: essa permette al sistema riprogrammabile di estendere le capacità del terminale senza la sostituzione di alcuna parte hardware. in questo modo più standard possono essere gestiti tranquillamente da un solo ricevitore.

I ricevitori odierni prima di eseguire l'operazione di conversione del segnale da analogico a digitale effettuano la demodulazione dello stesso portandolo dalla banda traslata centrata attorno alla frequenza di modulazione alla banda base (centrare lo spettro attorno allo 0). Nell'SDR questa operazione si elimina perché la conversione si effettua direttamente in banda traslata senza trasportare lo spettro del segnale in banda base. Ciò al momento però risulta difficile da implementare perché, se ad esempio consideriamo lo standard wireless che funziona ad una frequenza portante di 2,4 GHz, per il teorema del campionamento di Nyquist-Shannon, affinché si possa ricostruire adeguatamente il segnale è necessario usare una frequenza di campionamento (fc) pari almeno al doppio della frequenza massima dello spettro (ovvero almeno il doppio della banda), quindi in questo caso abbiamo fc=5 GHz circa che corrispondono a circa 5 miliardi di campioni al secondo. Al giorno d'oggi è impossibile riuscire ad ottenere questa mole di campioni, ma l'evoluzione tecnologica e il tasso di incremento della potenza di calcolo prospettano un soluzione al problema entro tempi non lontani. Al momento esiste una versione che prevede dopo la ricezione da parte dell'antenna, una demodulazione del segnale ad una frequenza intermedia alla frequenza portante la frequenza nulla per fare in modo che i campioni necessari a ricostruire il segnale siano in numero più limitati e solo dopo la conversione analogica digitale.