Temario
Evolución en los TransceptoresLa Radio Definida por Software (SDR)Aplicaciones de la SDREquipos SDR
Evolución de las comunicaciones Inalámbricas
Enfocada en la eficiencia espectral – bits / sec / Hz
LTE-AdvGSM
GPRS WCDMA LTE
Rel. 7
Rel. 6Rel. 5
(HSDPA)
1xEV-DV
1xEV-DOcdmaOne cdma2000 UMB
IEEE802.16 d/e
IEEE802.16 m
MIMO-Wave2
Tendencias de las comunicaciones Móviles
Mobility
vehicle
pedestrian
static
GSM
3G cellular
WirelessLAN
4G cellular
IntelligentTransportSystems
Millimeter-waveLAN
HAPS
Data rate
10k 2M 50M 156M 622M
Advancedwirelessaccess
2G 3G 4G 5G
2000 2010 2020
High data rateHigh mobilitySystem roamingSeamless connections tobroadband networks
Time
2G: Digital voice, messaging & data servicesFixed wireless loop, wireless LAN servicesDigital cellular & PCSMacro, micro & pico cells
Cap
abil
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Gen
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ion
1980 1990 2000 2010
1G
2G
3G
4G
2020
1G: Mobile telephoneAnalog technologyMacro cells
4G: Very high bit rate 20~50Mbps (or 100Mbps)Multimedia enhancements
Software Defined Radio Opportunity
SDR ForumSDR Forum
3G: Greatly enhanced data communications services Narrowband and wideband multimedia servicesHigher spectrum for wideband applicationsMacro, micro & pico cells
Incremento en el numero de estándares inalámbricos
SDR permitirá incluir mayor cantidad de estándares inalámbricos.
GPS, Cell Phone
© ICU 전파교육연구센터 2003 8
ONE phone for many Standards
SDR forum
- Multiple standardsMultiple standards
(peaceful co-existence)(peaceful co-existence)
- Rapid increase of subscriber
(need high spectrum utilization techniques)
ProblemasExisten miles de estándares en las comunicaciones
terrestres. Los estándares de telefonía móvil cambian
frecuentemente cada ciertos años.Las estaciones Satelitales terrenas, no pueden
recepcionar las comunicaciones de los satélites que han sido lanzados desde la década de los 70.
El espectro electromagnético se ha vuelto un recurso valiosoCada frecuencia posee una “Adjudicación”Permitirá el uso de nuevas tecnologías como «Ultra Wide
Band» (UWB)?
La SoluciónLos sistemas de Radio
Flexible permitirán la comunicación entre estándares o migrar a nuevos estándares.
Métodos de reconfiguración de radios por software.
Sistemas inteligentes que pueden comunicarse con diferentes protocolos en diferentes instantes
Software-Defined Radio
Temario
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Software-Defined RadioSDR Forum
Son radios que proporcionan control vía software de una variedad de técnicas de modulación, con un funcionamiento en banda ancha o banda angosta, además posee funciones de seguridad de comunicaciones, requisitos de forma de onda con las normas actuales y en desarrollo esto a través de una amplia gama de frecuencias.
www.sdrforum.org
Diagrama de Bloques de SDR
VariableFrequencyOscillator
LocalOscillator
(fixed)
Antenna
BandpassFilter
RF IF Baseband
ADC/DACDSP
Arquitectura Ideal SDR
LNA
IMGFILTER
MXR IFFILTER
AMP
AMP
RFFILTER
MXR
IFFILTER
DUPLEXEROR
T/R SW
ADC
DAC
FPGA
IF to 250MHz
12-16 BITS60-125MSPS
12-16 BITS200-1000MSPS
DSP+
GPP
MEM MEM
MMI
LO
LO
DDSSYNTH
LO
LO
FREQ STD
CLK
CLK
CLKCLK
CLK
CLK
CLK
CLK
ADC
CLK
12 BIT / 250MSPS
MXR IFFILTER
Beneficios del SDR Fabricantes
Agrupación de plataformas de Hardware Reducción de costos Mejora de prestaciones por Software
Operadores Posibilidad de nuevos servicios Actualización de servicios o sistemas existentes Cobertura flexible/ colocación dinámica de
frecuencias Clientes
Personalización de Servicios Mejora del roaming Reducción de equipos terminales por antigüedad y
prestaciones
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Tecnologías inmersas en los sistemas SDR futurosAntenasGeneradoresConversores analogo - digitales(ADCs, DACs)Procesadores digitales de señalesAmplificadoresBateríasMotores cognitivosHerramientas de diseño
T1
R1,R4
T2
T3R3
R3,T4
InterferingSignal PlacedIn Null
Transmitter forms Beam Toward Intended RecipientReceiver forms Null Toward Interference Sources
Antenas MIMO
Temario
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Situaciones de emergencia
SDR facilitara la interoperabilidad entre radios
11 September 2001
Hurricane Katrina
Evolución de dispositivos celulares
SDR facilitara la actualizacion de dispositivos moviles
http://shanmg.wordpress.com/3g-4g/
Defense Communications
CommercialWireless
Infrastructure
MobileHandsets and
Terminals
SatelliteModems
Source: http://mitpress.mit.edu/books/NORVH/2-3.jpg
PublicSafety
Evolucion a la radio cognitiva
Spectrum Deregulation
Software-defined Radio
Cognitive Radio
Ena
bles
Enables
Drives
All Spectrum May Be Assigned, But…
…Most Spectrum Is Unused!
XG is Developing the Technology and System Concepts to Dynamically Access Available Spectrum
React
Formulate Best Course of Action
ReactReact
Formulate Best Formulate Best Course of ActionCourse of Action
Adapt
Transition network to new emission plan
AdaptAdapt
Transition Transition network to new network to new emission plan emission plan
Characterize
Rapid waveform determination
CharacterizeCharacterize
Rapid waveform Rapid waveform determinationdetermination
Sense
Real time, Low-power, wideband
monitoring
SenseSense
Real time, LowReal time, Low--power, wideband power, wideband
monitoringmonitoring
AutonomousAutonomousDynamic Dynamic SpectrumSpectrumUtilizationUtilization
Goal: Demonstrate Factor of 10 Increase in Spectrum Access
Maximum Amplitudes
Frequency (MHz)
Am
pli
du
e (
dB
m)
Heavy UseHeavy Use
Sparse UseSparse Use
Heavy UseHeavy Use
Medium UseMedium Use
Temario
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*SDR Forum was established as an Industry Organization to address SDR technology on 1995
SDR Forum* Arquitectura
From Programmable Modular Communications System (PMCS) Guidance Document, 1997
RF
BB / IF
Real/
Complex
Digital/
Analog
RF
BITS
Cypher Text
Flow Contl
BITS
Plain T ext
Flow ContlAux Aux Aux
Key
Fill
Representative
Information
Flow
Formats
AIR
I/O
C
RF
C C C C
I I II
CONTROL
MSG
PROCESS
& I/O
C
Routing
Common
System
Equipment
Clock/Strobe
Ref, Power
Multimedia
Voice
Data
Flow Control
Network
Ext. Ref
Remote Control/Display
User Control
(HMI)
Aux: Special Purpose
I/O for Antenna Diversity
Co-site Mitigation, etc.
I: Information
BB: Baseband
C: Control/Status
SEC I/O
LINK
PROC
(Black)
I/O
C
INFOSEC
I/O
C
MODEM
I/O
C
ANTENNA
C
I
(A) (R) (M)
(C)
(S)
(R)
C
(L)
Aux
Video
WARP BoardNI PXI-5600USRPHPSDR
Presupuestos de SDR
WARP NI PXI – 5600 USRP HPSDR
Cost $ 12,000.00 $ 10, 499.00 + $ 2099.00
$ 1,010.00 $ 722.00
Frequency Band where Operates
2.4 GHz
5 GHz
9 KHz – 2.7 GHz
2.3 – 2.9 GHz < 65 MHz
USRP – Universal Software Radio Peripheral
Connects to a host computer via USB
4 High Speed DACs4 High Speed ADCsAccomodates 2
Transceiver Daughterboards.
Programmable FPGA
USB