軟體定義無線電, Software Defined Radio, SDR 的終極目標就是希望例如像是WiFi, 藍芽, 物聯網, 4G, 5G, ..., 等不同應用, 不同規格與標準的無線電傳輸,能夠最終硬體的部分只剩下最基本, 最必要的部分, 像是功率放大器與低雜訊放大器, 其他功能則能夠像現在的軟體APP, 可以直接透過軟體就可以選擇要作甚麼應用, 直接透過軟體來設定就可以依據各種不同應用來作不同的選擇, 像是要使用的頻寬, 濾波, 調變解調, 編解碼,...等功能與規格.
這樣的實現方式對使用者有甚麼好處? 就是彈性又方便!!
主要就是能夠真正實現不管是從彈性或是成本來看都是最佳的無線電實現方式!!
因為不用安裝這麼多不同的無線裝置, 一台就全部搞定!
但目前的軟體定義無線電, 特別是SDR這個詞, 已經很廣泛地被使用, 舉凡只要無線電傳輸中底層或前端有些功能能夠保有某些彈性做設定, 即使不是真的透過軟體設定, 而是採用其他方式.
例如可重新編程的FPGA, FPGA是一種常被用來作特定應用晶片送出製作前作設計的驗證, 好處就是可以多次重複複寫燒錄, 因此IC設計公司常使用在晶片送給台積電製作前的功能驗證.
亦或是電路中有某些功能用到CPU / DSP , 就像是電路有包含像我們使用的桌上型電腦或是筆記型電腦中使用的Intel CPU與nVidia GPU. 同樣可以透過軟體執行許多功能!!
使得只要無線電設計中有部分功能能夠透過重覆燒錄, 或是可以透過軟體設定做選擇或設定, 都有人將它稱作為SDR !
之所以會這樣, 也不見得是錯誤或是刻意為之, 最主要的原因, 是因為科技的進步還沒有到位, 原因之一就是IC製程還不夠先進, 使得幾年前的CPU/DSP不像現在的 SoC, 單一個 SoC 就可以整合很多核, 單一個CPU/DSP就可以跑到 2 ~ 3 GHz, 甚至更快!!
另一個最主要的原因, 就是ADC/DAC的取樣率與解析度還達不到真正軟體定義無線電那種境界的要求.
ADC/DAC是類比與數位世界間的轉換橋梁, 因為真實世界的信號, 不管是影像或是聲音, 都是類比的, 要能夠利用到IC製程與數位信號處理技術的進步, 就必須在發射端將數位信號轉換成類比的信號, 或是在接收端將類比的信號再轉換回數位信號, 這樣才能夠透過數位信號處理的技術進一步的進行處理與優化!
ADC/DAC的取樣率就是可以用多快的速度看信號, 或是換個說法, 能夠用多小的時間單位看到信號時間上任何最微小的變化.
ADC/DAC的解析度一般是用位元來表示, 則是代表在每一個取樣看信號的時間點, 能夠看到信號多大與多微小的變化區間, 特別是當無線電傳輸的應用, 覆蓋範圍遠的會到幾十公里, 最近的距離則可能只有幾公尺遠. 因此解析度的位元數最大, 代表最大信號與最小信號的範圍越大, 這有另一個專有的技術術語, 叫做動態範圍!
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