SDR(Software Defined Radio)

1. 개요

2. Conventional 무선 통신 시스템

3. Typical SDR structure

4. 4세대 SDR을 위한 핵심기술

   4.1 RF Front-End 및 Digital IF 기술

   4.2 기저대역 디지털 신호처리 기술

   4.3 소프트웨어 다운로드

5. 향후 전망

 

 

1. 개요

  - Software Defined Radio(SDR) 기술은 첨단 디지털 신호처리 기술과 시스템 소프트웨어 기술 기반으로 하드웨어 수정 없이 모듈화된 소프트웨어 변경만으로 단일의 송수신 시스템을 통해 다수의 무선 통신 규격을 통합, 수용하기 위한 무선 접속 기반 기술임

 

2. Conventional 무선 통신 시스템

  - 아래 Block diagram은 종래의 무선통신 시스템을 보여줌

  - Mixer, Filter, Amp, Modulator/Demodulator 등 모두 하드웨어로 구현이 되었음

  - 자주색으로 표시된 부분을 소프트웨어로 구현하려는 시도가 SDR임. 즉 하드웨어적으로 구성되었던 RF 모듈 부분을 소프트웨어적으로 구성시킴으로써 범용적인 컴퓨터 기술인 단순한 소프트웨어 업그레이드로 RF 모듈 부분의 변경을 가능토록하는 기술

3. Typical SDR structure

 

  - 그림은 IF 아날로그 신호를 고속 ADC를 통해 디지털 신호로 변환하고 이후의 처리는 DSP를 이용하여 처리하는 SDR 기반의 무선 송수신기의 구조임

  - ADC/DAC의 위치를 기저대역으로부터 IF 혹은 RF 안테나까지 근접시킴으로써, 시스템 표본화 처리 대역을 RF까지 증가시키는 추세임

  - SDR은 안테나와 가장 가까운 곳에서 수신 신호를 디지털화하여, 하드웨어 의존성을 낮추도록 프로그램이 가능한 하드웨어 부분을 확장하고, 소프트웨어 프로그램 능력을 증대하여 시스템의 유연성을 증가시키는 무선 기술  

 

4. 4세대 SDR을 위한 핵심기술

 4.1 RF Front-End 및 Digital IF 기술

     - 이종 시스템 혹은 사업자들에게 할당된 주파수 대역에 구애 받지 않고 언제 어디서나 자유롭게 무선채널을 액세스하고 또한 특정 채널을 임의로 선택하기 위한 디지털 RF/IF 및 채널화기/역채널화기가 필요

     - 다중 이동통신 모드를 지원할 수 있는 유연성이 가미된 디지털 RF/IF 및 채널화기/역채널화기가 필요

 4.2 기저대역 디지털 신호처리 기술

     - 서로 다른 물리 계층 규격의 여러 무선 전송 시스템은 대부분 상이한 기저대역 신호처리 방식을 적용하고 있어, 이들을 통합 처리하기 위해서는 기저대역에서의 SDR 기법에 기반한 디지털 신호처리 기술의 적용이 필수적

 4.3 소프트웨어 다운로드

     - SDR 기술을 적용한 단말이나 기지국 장비의 기능을 변화하기 위해 새로운 프로그램들을 적용하는 소프트웨어 다운로드 기능은 SDR의 성공적인 전개를 위해 매우 필요

     - 소프트웨어 다운로드를 통해 새로운 사용자 애플리케이션 및 프로토콜 스택뿐 아니라 물리 계층의 모뎀 기능등의 다운로드가 가능

 

5. 향후 전망

   - SDR의 기술 발전의 걸림돌로서 초고성능의 프로세서 필요, 시스템간의 인터네트워킹 문제, 다중모드로의 통신수요의 비관적 예측, RF 부품 역할의 디지털화 등의 문제점이 지적되고 있음

   - 그러나 SDR 기술은 RF기술에서 컴퓨터 기술까지 적용해야 할 기술분야가 상당히 넓고 각 단위기술 별로 지속적인 발전이 예상되기 때문에 향후 계속해서 진화할 것임

   - SDR 기술이 이동통신기술에서 주도적인 역할을 수행하기 위해서는 아키텍처와 플랫폼 및 IC 개발, 소프트웨어 개발 등에 많은 투자와 연구가 절실히 요구되는 실정임

<References>

http://transition.fcc.gov/pshs/techtopics/techtopics4.html

http://www.ecnmag.com/articles/2007/08/software-defined-radios-adapt-change