Introducción a Radio definida por software (SDR)

Una radio definida por software (SDR) es un dispositivo inalámbrico que consta de un extremo frontal de RF con un FPGA o un SoC (system-on-chip) programable para realizar funciones digitales. El hardware de SDR disponible en el mercado puede transmitir y recibir señales en diferentes frecuencias para aplicar estándares inalámbricos, desde la radio FM hasta las tecnologías 5G, LTE y WLAN. La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de SDR típico y su conectividad con MATLAB^®.

Puede utilizar el hardware de radio definida por software (SDR) como una plataforma rentable en tiempo real para una gama de tareas de telecomunicaciones, entre las que se incluyen:

Pruebas de laboratorio y de campo inalámbricas con señales de RF en tiempo real
Prototipado rápido de funciones de radio personalizadas
Aprendizaje práctico de los conceptos de telecomunicaciones y diseño

También puede trabajar con diversos estándares inalámbricos, tales como 5G, LTE y DVB-S2, entre otros, que utilizan SDR y conectividad con MATLAB.

Figura 1. Diagrama de bloques de componentes SDR y cómo se conectan con MATLAB.

Con SDR (radio definida por software), MATLAB y Simulink^® para diseño inalámbrico, simulación y análisis, profesionales y estudiantes de ingeniería pueden:

Aprender a implementar transceptores inalámbricos en hardware con SDR.
Configurar hardware de SDR con funciones de radio preconfiguradas.
Transmitir y recibir señales basadas en estándares y generadas a medida.
Probar diseños frente a interferencias y otras condiciones del mundo real.
Realizar análisis y mediciones de señales en tiempo real.
Crear prototipos, desplegar y verificar diseños personalizados en hardware de SDR mediante la generación de código HDL y C a partir de modelos de algoritmos, como se muestra en la Figura 2.
Verificar la implementación con pruebas de radio-in-the-loop.
Transmitir y capturar señales a tasas de muestreo de hasta 250 Msps para probar sistemas inalámbricos de banda ancha y realizar supervisión del espectro.
Capturar señales de banda ancha y emplearlas para entrenar modelos de Deep Learning para aplicaciones inalámbricas.
Crear prototipos, verificar y probar sistemas inalámbricos prácticos.

Figura 2. Cree prototipos, despliegue y verifique diseños personalizados en hardware de SDR mediante la generación de código HDL y C a partir de modelos de algoritmos.

Soporte de MATLAB y Simulink para hardware de SDR

Con el soporte de MATLAB y Simulink para el hardware de SDR de uso más frecuente, puede comunicarse con plataformas de SDR para realizar pruebas de radio-in-the-loop, prototipado y aprendizaje práctico. A continuación, se muestra el hardware de SDR compatible y las soluciones que ofrece MathWorks para diseñar y crear prototipos de sistemas de radio definida por software.