Radio logicielle

Grâce à la technologie SDR, il est possible de rendre compatible une plate-forme matérielle non spécialisée avec différents systèmes de communication sans fil, simplement en mettant à jour les configurations logicielles. Les systèmes radio sont ainsi plus souples et acceptent plus facilement les mises à niveau et l'ajout de nouvelles fonctions.

Les systèmes SDR peuvent se baser sur l'échantillonnage RF ou IF. Dans le premier cas, les signaux RF sont directement convertis en signaux numériques, ce qui permet de réduire au minimum les circuits analogiques. Cette méthode présente toutefois l'inconvénient d'être très difficile à mettre en œuvre, car l'échantillonnage RF exige des convertisseurs A/N et des DSP extrêmement rapides. La seconde méthode d'échantillonnage est la plus populaire à l'heure actuelle. Elle consiste à convertir le signal RF en signal IF qui sera ensuite échantillonné pour la conversion en signal numérique. Cette méthode n'offre pas la même souplesse que la précédente, mais elle est beaucoup moins exigeante sur les performances des appareils et son implémentation est donc nettement plus simple.

Sur le plan matériel, un système SDR se compose d'une antenne, d'un frontal RF, de CAN, de CNA et d'un DSP. Pour couvrir une bande de fréquences plus large, il est possible de recourir à une antenne large bande ou à plusieurs antennes. Le frontal RF effectue plusieurs tâches, notamment le filtrage, la conversion ascendante et descendante, l'amplification de puissance et l'amplification faible bruit. Le CAN se charge de la conversion analogique-numérique dans la chaîne de réception du système, alors que le CNA est responsable de la conversion numérique-analogique dans la chaîne d'émission. Le CAN et le CNA doivent présenter une bande passante et une vitesse de fonctionnement suffisantes pour gérer la fréquence d'échantillonnage de Nyquist. Pour alléger la charge de travail du DSP, il est possible de faire appel à un convertisseur abaisseur numérique (DDC) pour convertir la sortie du CAN en bande de base afin de réduire la vitesse de transfert des données. Un convertisseur numérique DUC peut remplir la même fonction dans la chaîne d'émission. Pour bénéficier de cette fonctionnalité, il est également possible d'utiliser un FPGA à la place du DDC et du DUC. Le DSP est responsable du traitement du signal bande de base, notamment modulation/démodulation, élimination des interférences et FEC (Forward Error Correction).

De plus, les systèmes de communication modernes utilisent généralement une modulation à enveloppe non constante, ce qui exige souvent la présence d'amplificateurs de puissance dans les zones linéaires et entraîne une baisse de l'efficacité. L'utilisation des amplificateurs dans les zones non linéaires pourrait améliorer l'efficacité, mais il faudrait ajouter une puce dédiée ou un FPGA avant l'amplificateur de puissance pour appliquer la réduction de facteur de crête (CFR) et la pré-distorsion numérique (DPD) aux signaux.

Moins