Máy thu phát vô tuyến điện và ứng dụng công nghệ SDR

MỤC LỤC 1 Chương 1 : Tóm tắt về SDR 1.1. Định nghĩa về SDR Thiết bị vô tuyến có cấu trúc mềm (SDR) là thiết bị trong đó việc số hóa tín hiệu thu được thực hiện tại một tầng nào đó xuôi dòng từ anten, tiêu biểu là sau khi lọc dải rộng, khuyếch đại tạp âm nhỏ và hạ tần xuống tần số thấp hơn trong các tầng tiếp theo, quá trình số hóa tín hiệu phát diễn ra ngược lại. Việc xử lý tín hiệu số trong các khối chức năng có khả năng định lại cấu hình và mềm dẻo, xác định các đặc điểm của thiết bị vô tuyến. Khi công nghệ phát triển, SDR có thể tiến tới thiết bị vô tuyến thông minh, trong đó việc số hóa được thực hiện tại (hoặc rppất gần) anten và tất cả qúa trình xử lý yêu cầu cho thiết bị vô tuyến được thực hiện bởi phần mềm cài trong các thành phần xử lý tín hiệu số tốc độ cao. Như được minh họa trong hình 1.2: sự phát triển của SDR giai đoạn 1 gồm các thiết bị cầm tay tế bào và hệ thống truyền thông cá nhân - PCS. Khi xem xét kỹ các khối này, chúng ta thấy được sự khác biệt rõ giữa SDR và SR (SoftWare Radio), đó là giai đoạn chuyển đổi cơ bản về cấu trúc của SDR tới SR. Sự thay đổi này là một hàm của những tiến bộ trong công nghệ lõi được cân bằng với toàn bộ phạm vi tiêu chuẩn thiết kế và các yêu cầu đối với sản phẩm vô tuyến. Công nghệ lõi trong trường hợp này bao gồm tối thiểu là các khả năng chuyển đổi tương tự - số - tương tự, các tiến bộ xử lý tín hiệu số, các thuật toán, các tiến bộ về bộ nhớ, bao hàm cả thuộc tính tương tự của các khối xây dựng cơ bản yêu cầu cho việc số hóa và xử lý các tín hiệu vô tuyến trong không gian số và bất kỳ sự chuyển đổi tần số cần thiết của môi trường tương tự. Tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu bao gồm các yếu tố về giá thành, độ phức tạp, chất lượng và hình dạng, kích thước, trọng lượng, mức tiêu thụ công suất…vv. Trong thiết bị đầu cuối không dây thương mại cụ thể, như là các máy cầm tay tế bào hoặc các máy cầm tay dịch vụ truyền thông cá nhân (PCS) cần kết hợp nhiều loại giao diện công nghệ vô tuyến và các dải tần số trong thiết bị đầu cuối. Theo phương pháp thực hiện truyền thống, mỗi giao diện vô tuyến duy nhất hoặc kết hợp băng tần sẽ được xây dựng xung quanh một tập hợp các mạch ứng dụng cụ thể chuyên dụng hoặc các mạch tích hợp chức năng. Về cơ bản, các khả năng đó được mã hóa cứng và cố định tại thời điểm thiết kế hoặc sản xuất. Để tăng số dải hoặc phương thức được hỗ trợ thì các khối chức năng bổ sung được gắn thêm vào bên trong thiết bị đầu cuối. Các khối chức năng này sẽ hoạt động theo sự sắp xếp ma trận của các giao diện vô tuyến và các dải tần số để cung cấp một tập các khả năng được xác định trước. Ứng dụng ban đầu của thiết bị vô tuyến trên cơ sở phần mềm trong SDR được chỉ ra trong hình 1.3. 2 Hình 1.3 SDR - giai đoạn 2 Ban đầu, những ưu điểm chính là sự thay thế công nghệ trong thực hiện. Các chế tạo tiếp theo dựa trên cơ sở này và đem lại khả năng mềm dẻo nhiều hơn: từ đơn giản là việc cập nhật chức năng vô tuyến, tới mức cao là tải xuống các giao diện vô tuyến mới qua đường vô tuyến. Việc phân chia các khả năng xử lý theo các chức năng vô tuyến và các ứng dụng rộng khắp của của phương tiện vô tuyến là đòn bẩy rất hiệu quả, làm tăng khả năng vô tuyến của SDR, đó là khả năng điều khiển dễ dàng, vượt ra khỏi các hạn chế vốn có trong các ứng dụng cụ thể và các khối chức năng cố định sẵn có trong các thiết bị hiện thời. Minh họa cho sự phát triển của SDR theo các hình 1.4, 1.5. Hình 1.4 SDR - giai đoạn 3 3 Hình 1.5 SDR - giai đoạn 4 (sản phẩm trong tương lai) 1.2. Đặc điểm của SDR • Khả năng định lại cấu hình. SDR cho phép tồn tại đồng thời các module đa phần mềm thực hiện các chuẩn khác nhau trên cùng một hệ thống với cấu hình động bằng cách lựa chọn module phần mềm thích hợp để chạy. Cấu hình động này được kết hợp trong các máy di động cũng như các thiết bị hạ tầng cơ sở. Cơ sở mạng không dây có thể tự mình định lại cấu hình của chính nó cho phù hợp với các loại máy di động của các thuê bao hoặc các máy di động của các thuê bao có thể tự nó định lại cấu hình với các loại mạng tương ứng. Công nghệ này làm đơn giản hóa hoạt động của các thiết bị cơ sở và thiết bị đầu cuối đa dịch vụ, đa mode, đa dải và đa chuẩn,…vv. • Khả năng kết nối đồng thời ở khắp nơi. SDR có thể thực hiện các chuẩn giao diện vô tuyến bởi các module phần mềm và các module thực hiện các chuẩn khác nhau có thể cùng tồn tại trên các thiết bị cơ sở và các máy di động. Điều này đảm bảo độ tin cậy cho tiện ích lưu động toàn cầu của các thiết bị. Nếu các thiết bị đầu cuối không phù hợp với công nghệ mạng trong một miền cụ thể, khi đó một module phần mềm tương thích cần được cài đặt trên máy di động đó (có thể qua đường vô tuyến), kết qủa là mặc dù mạng không ghép nối song vẫn truy cập qua các vùng địa lý khác nhau. Ngoài ra, nếu các máy di động của thuê bao là các máy thế hệ cũ thì các thiết bị cơ sở có thể dùng module phần mềm hoạt động với chuẩn cũ để kết nối với máy di động đó. • Khả năng điều hành kết hợp. Các thiết bị vô tuyến có cấu trúc mềm - SDR đơn giản hóa hoạt động của các hệ thống vô tuyến có cấu trúc mở. Những người dùng ở đầu cuối có thể nâng cấp các ứng dụng mới cho các máy di động của họ mà không cần ghép nối, như trong một hệ thống máy tính cá nhân. Điều này càng nâng cao sức hấp dẫn và các tiện ích của các máy di động. Ngoài ra, SDR còn có các đặc điểm sau : - Tầm liên lạc được mở rộng. - Cơ sở hạ tầng được dùng chung. - Khả năng tận dụng phổ tốt hơn. - Sự thử nghiệm cho tương lai. - Chi phí thấp hơn (đầu tư vốn). - Có các nguồn lợi mới. 4 1.3. Cấu trúc chung của SDR Hình 1.5 Mô hình cấu trúc chung của SDR 1.4.mô hình cấu trúc cụ thể của SDR . Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc chung của SDR 1.4. Mô hình cấu trúc cụ thể của SDR Hình 1.7 Sơ đồ cấu trúc chính tắc của SDR 5 Chương 2: Kiến trúc máy thu phát vô tuyến điện sử dụng công nghệ SDR 2.1. Các cấu trúc máy phát Về cơ bản có sự giống nhau giữa sự lựa chọn thích hợp cho các cấu trúc máy phát và sự lựa chọn thích hợp cho các cấu trúc máy thu. Các ưu điểm và nhược điểm được kết hợp với các cấu trúc máy thu chuyển nhiều hay ít sang các cấu trúc máy phát. Không có một tiến bộ nào có mặt tương đương với máy thu trung tần thấp. Trong máy phát, điều này sẽ gây ra dải phụ mong muốn liền với dải phụ không mong muốn, gây khó khăn cho việc loại trừ nó bằng cách lọc. 2.1.1. Máy phát chuyển đổi trực tiếp Sơ đồ máy phát chuyển đổi trực tiếp được chỉ ra trong hình 1.8 Hình 1.8 Sơ đồ máy phát chuyển đổi trực tiếp • Nguyên lý hoạt động : Tín hiệu số từ đầu ra khối DSP được đưa tới đầu vào khối DAC – khối biến đổi tín hiệu số sang tương tự. Khối DSP là khối xử lý tín hiệu số nên nó chỉ làm việc với tín hiệu số. Để cho hệ thống thực tế có thể làm việc được ta cần chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự. Ở đầu ra khối DAC các tín hiệu tương tự được cho đi qua bộ khuếch đại. Tín hiệu tiếp tục được đưa vào bộ điều chế I/Q. Ở đây tín hiệu IF được trộn với sóng hình sin được phát ra từ bộ OSC qua mạch cộng ta thu được tín hiệu cao tần. Việc chuyển đổi nhằm giúp cho tín hiệu mang tin tức được truyền đi xa hơn. Tín hiệu sau khi qua bộ điều chế sẽ gồm nhiều tần số khác nhau được đưa vào đầu vào bộ lọc thông giải để hạn chế nhiễu và lọc lấy kênh muốn phát và sau đó sẽ đi qua khối khuếch đại công suất cao HPA  Ưu điểm của cấu trúc này là: - Độ phức tạp thấp (đơn giản). - Phù hợp với việc thực hiện hóa bằng IC. - Các yêu cầu lọc đơn giản. - Các vấn đề về dải phụ không mong muốn và dải phụ ảnh dễ giải quyết hơn so với các cấu trúc khác.  Nhược điểm của cấu trúc này là: - Bộ dao động nội phải đảm bảo chính xác vuông pha, có biên độ bằng nhau trong cả dải tần số rộng được yêu cầu. - Các bộ trộn tần cuối phải có dải rộng. - Các mạch tuyến tính hóa bộ khuyếch đại công suất sẽ yêu cầu đảm bảo trong cả dải tần rộng. - Tín hiệu dao động nội lọt qua bộ trộn sẽ được phát xạ từ anten. 2.1.2. Máy phát đổi tần nhiều lần Cấu trúc máy phát đổi tần nhiều lần được chỉ ra trong hình 1.9 sau: 6 Hình 1.9 Cấu trúc máy phát đổi tần nhiều lần • Nguyên lý làm việc : Tín hiệu số từ bộ DSP đi vào bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC) .Tín hiệu tương tự từ đầu ra DAC qua bộ lọc kênh để hạn chế nhiễu. Tín hiệu sẽ được đưa vào bộ đổi tần chuyển thành tín hiệu cao tần giúp máy phát truyền được đi xa. Tín hiệu đầu ra được đưa vào một bộ trộn, cùng với tín hiệu được tạo ra nhờ bộ dao dộng thứ hai LO2, TÍn hiệu đã được chuyển qua bộ trộn này được cho qua bộ lọc thông dải BPF và gửi tới đầu vào bộ khuêch đại HPA và gửi tới Anten  Ưu điểm của cấu trúc này là: - Việc chuyển đổi từ tín hiệu thực sang tín hiệu phức được thực hiện tại một tần số cố định, do đó yêu cầu dao động nội vuông pha, biên độ bằng nhau chỉ yêu cầu tại một tần số riêng biệt (nó cũng có thể được thực hiện trong bộ xử lý tín hiệu số - DSP).  Nhược điểm của cấu trúc này là: - Có thể yêu cầu các dao động nội khác nhau. - Độ phức tạp cao. - Yêu cầu các bộ lọc trung gian chuyên dụng. Điều này không cho phép hiện thực hóa bằng chip đơn lẻ cho máy phát đổi tần nhiều lần. 2.2. Các cấu trúc máy thu Ban đầu, điểm khác biệt giữa các máy thu là số tầng thực hiện hạ tần tín hiệu thu xuống băng gốc. Đối với máy thu chuyển đổi trực tiếp thực hiện một lần hạ tần; máy thu siêu ngoại sai thực hiện hai lần hạ tần hay nhiều hơn. Nhìn chung, sự phức tạp càng tăng với số lần hạ tần. Khi chúng ta khảo sát các cấu trúc tùy chọn đơn giản như đổi tần trực tiếp sẽ xuất hiện các vấn đề kỹ thuật khác nhau làm cho cấu trúc chuyển đổi trực tiếp không phù hợp với một máy thu SDR. 2.2.1. Cấu trúc chuyển đổi trực tiếp Cấu trúc máy thu chuyển đổi trực tiếp có sơ đồ khối cơ bản như hình 2.0. Máy thu này bao gồm một bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ (LAN) với hệ số khuyếch đại vừa phải cùng mức tạp âm nhỏ. Tín hiệu đầu ra từ bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ được lọc trong một bộ lọc chọn lọc trước, hạ tần nhờ bộ trộn phức (I,Q). Hình 2.0 Cấu trúc máy thu chuyển đổi trực tiếp 7 • Nguyên lý làm việc: Tín hiệu cao tần đã được điều chế ( AM,FM,PM) nhận được từ Anten. Tìn hiệu này được đưa qua bộ khuếch đại nhiễu thấp LNA(Low Noise Amplifier) để khuếch đại tín hiệu vào nhằm tránh suy hao tín hiệu khi đưa vào bộ nhân . Tín hiệu qua đầu vào bộ lọc băng thông để lọc lấy kênh tín hiệu muốn thu và hạn chế nhiễu. Tín hiệu đầu ra từ bộ BPF sẽ được đưa vào mạch đổi tần để hạ tần : Tín hiệu ở đầu vào sẽ được đưa vào mạch nhân cùng với tín hiệu hình sin được tạo ra từ bộ OSC ( đã được đi qua bộ dịch pha 90º/0º ). Tín hiệu sau khi được hạ tần sẽ đi qua bộ khuếch đại băng gốc để khuếch đại tín hiệu trung tần lên 1 mức đủ lớn để mạch có thể làm việc bình thường. Tín hiệu lúc này là tín hiệu tương tự được đi qua bộ chuyển đổi ADC để chuyển sang dạng tín hiệu số. Tín hiệu trung tần đã được số hóa từ bộ ADC sẽ được hạ tần, lọc và phân chia trước khi thực hiện xử lí tín hiệu tốc độ thấp hơn bằng bộ xử lý tín hiệu số DSP . Phần lớn các bộ khuyếch đại băng gốc đều có hệ số khuyếch đại cao và được điều khiển tự động (AGC).  Ưu điểm của nó là: - Độ phức tạp thấp. - Phù hợp với việc thực hiện IC hóa. - Các yêu cầu lọc đơn giản. - Việc khử tín hiệu ảnh đơn giản hơn (so sánh với cấu trúc đổi tần nhiều lần).  Nhược điểm của nó là: - Yêu cầu một bộ dao động nội với hai tín hiệu đầu ra phải đảm bảo vuông pha và có biên độ cân bằng, dải tần số bằng với tần số của tín hiệu ra. - Các bộ trộn phải là bộ trộn cân bằng và có thể hoạt động trong cả dải tần rộng. - Tín hiệu qua bộ trộn và khuyếch đại tạp âm nhỏ sẽ được phát xạ từ anten và phản xạ trở lại máy thu từ anten đó. Tín hiệu phản xạ sẽ thay đổi theo môi trường vật lý đặt anten. Sai lệch một chiều thay đổi theo thời gian (time varying DC) do chính bộ trộn, là một vấn đề. - Hầu hết hệ số khuyếch đại tín hiệu cao thực hiện trong một dải tần số đều tạo ra điện áp cao không ổn định. - Tạp âm (1/f) là một vấn đề chính. - Méo bậc hai sinh ra do bộ trộn xuống trong dải. 2.2.2. Cấu trúc đổi tần nhiều lần Sơ đồ khối của cấu trúc đổi tần nhiều lần được chỉ ra trong hình sau: Hình 2.1 Cấu trúc đổi tần nhiều lần • Nguyên lý làm việc: Tín hiệu cao tần đã được điều chế (AM, FM, PM) đầu tiên được đưa qua bộ khuếch đại nhiễu thấp LNA. Để khuếch đại tín hiệu nhằm tránh suy hao tín hiệu khi đi qua bộ nhân ,sau đó được cho đi qua bộ lọc thông dải BPF giúp giảm tín hiệu nhiễu và lọc lấy tín hiệu muốn thu. Tín hiệu qua BPF lại được đi qua bộ trộn analog để đưa xuống dải tần thấp hơn. Ở đây tín hiệu RF sẽ được trộn với tín hiệu OSC ,dải tần này lại tiếp tục đi qua bộ lọc thông dải và sau đó sẽ qua quá trình lấy mẫu để tạo ra một dải băng tần, và việc lấy mẫu cũng như giữ mẫu sẽ thực hiện bởi mạch điện của bộ ADC mà chỉ cần lấy một băng con trong dải băng tần được tạo ra có thông tin 8 tốt nhất .Tín hiệu sau khi được số hóa sẽ được đi qua bộ đổi tần lần 2 : Tín hiệu ở đầu vào sẽ được đưa vào mạch nhân cùng với tín hiệu LO ( đã được đi qua bộ dịch pha 90º/0º ).  Ưu điểm của cấu trúc này là: Độ nhậy cao (do sử dụng các bộ lọc chọn trước và bộ lọc kênh). Hệ số khuyếch đại được phân phối qua các bộ khuyếch đại khác nhau thực hiện trong các dải tần số khác nhau. - Việc chuyển đổi từ tín hiệu thực sang tín hiệu phức được thực hiện tại một tần số cố định, do đó tín hiệu dao động nội với biên độ cân bằng, vuông pha chỉ yêu cầu tại một tần số độc lập.  Nhược điểm của cấu trúc này là: - Độ phức tạp cao. - Yêu cầu các tín hiệu dao động nội khác nhau. - Yêu cầu các bộ lọc trung tần chuyên dụng, điều này gây khó khăn cho việc hiện thực hóa chip riêng cho máy thu siêu ngoại sai. Mặc dù cấu trúc đổi tần nhiều lần trong hình 2.1 chỉ trình bày hai lần hạ tần (một trong phần cứng cao tần và một trong bộ xử lý tín hiệu số - DSP), song việc chuyển đổi nhiều hơn có thể được thực hiện trong bộ xử lý tín hiệu số qua các quá trình “chia mười - decimation” và/hoặc “phân mẫu, sub-sampling”. Vì thế ngày nay, việc thiết kế một máy thu SDR với sự lựa chọn tốt nhất có thể đại diện cho cấu trúc máy thu dựa vào hai nhược điểm chính của cấu trúc chuyển đổi trực tiếp (cân bằng dao động nội và sai lệch một chiều) là không khắc phục được cho ứng dụng SDR dải rộng với công nghệ hiện nay. Với cấu trúc này, việc chuyển đổi lần đầu có thể được thực hiện trong phần cứng cao tần, còn tất cả những lần chuyển đổi khác được thực hiện trong bộ xử lý tín hiệu số. 9 Chương 3: Phân tích chi tiết các khối trong hệ thống máy thu phát dùng công nghệ SDR. 3.1 . Khối LNA: Khối LNA( Low Noise Amplifier) là khối khuếch đại nhiễu thấp : Có hệ số khuếch đại lớn nhưng hạn chế tối thiểu khuếch đại nhiễu nên được gọi là khối khuếch đại nhiễu thấp 3.2 Khối BPF : BPF là bộ lọc thông dải (Band Pass Filter) tức là bộ lọc chỉ cho các thành phần có tần số trong một dải đi qua, các thành phần bé hơn và lớn hơn thì loại bỏ. • Chức năng lọc bên trong máy thu Để tổng kết các điểm đã nêu trong phần trước, trong bất kỳ cấu trúc máy thu siêu ngoại sai nào, các bộ lọc đều yêu cầu đảm bảo ba chức năng sau: - Thứ nhất: Các bộ lọc phải bao dải giới hạn tần số tín hiệu mong muốn. Chức năng này thường chỉ “kênh hóa - channelization” và đã thực hiện được, đặc biệt trong băng gốc của máy thu. - Thứ hai: Các bộ lọc thường cho phép tách riêng các tín hiệu ảnh khỏi các tín hiệu mong muốn. Chức năng này được thực hiện tại thời cơ ban đầu trong tuyến thu. - Thứ ba: Các bộ lọc cần ngăn cản việc các tín hiệu khối “blocker” ở vị trí gần nhưng nằm ngoài dải tạo ra công suất trong dải đủ lớn gây nhiễu cho tín hiệu mong muốn. Chú ý rằng, nếu các bộ khuyếch đại thu là tuyến tính hoàn toàn thì không thể có các tín hiệu ngoài dải để tạo ra các thành phần trong dải và không yêu cầu bộ lọc có chức năng này. Trong thực tế, tất cả các bộ trộn và khuyếch đại đang sử dụng trong tuyến thu đều phi tuyến. Điều này có nghĩa là, mức độ kênh hóa cần được thực hiện tại tầng đầu trong dãy bộ trộn - bộ khuyếch đại. 3.3. Bộ đổi tần - Mixer : Bộ trộn . Dùng để trộn 2 tín hiệu RF và tín hiệu OSC để tạo ra tín hiệu trung tần IF. Bộ trộn có tác động chủ yếu đến độ tuyến tính của máy phát. Khi mức tín hiệu đưa vào bên trong bộ trộn lớn hơn mức chuẩn thì hiệu suất méo của các bộ trộn trở thành hiệu suất méo toàn bộ của máy phát. Đặc biệt các bộ trộn diode không có TOI tốt và có thể cần sử dụng các phương pháp khác. Việc sử dụng các bộ trộn FET có điện trở tuyến tính cao hoặc các kỹ thuật tuyến tính hóa bộ trộn có thể là một phương pháp. Một vài kết quả đã đạt được bằng cách dùng các bộ trộn tuyến tính hóa. Đặc tính phi tuyến của các bộ trộn phát không chỉ gây ra các thành phần IMD mà còn liên quan đến tín hiệu ảnh, chúng xuất hiện từ sự kết hợp giữa các tín hiệu trung gian và dao động nội. - OSC : mạch giao động nội, tạo dao động nội cung cấp cho mạch đổi tần. => Bộ đổi tần : Có chức năng biến đổi tần số của tín hiệu vô tuyến ở lối vào thành tín hiệu có tần số khác ở lối ra .Việc đổi tần được thực hiện khi cho tín hiệu này nhân với một tín hiệu phụ có tần số lớn hơn hoặc nhỏ hơn tín hiệu gốc. Tần số tín hiệu ở lối ra của BĐT sẽ bằng hiệu của hai tần số nói trên .Đổi tần cho phép chúng ta sử lý tín hiệu ở miền tần số thấp hơn ( dễ dàng hơn) Mà tách sóng ở tần số thấp thì ít nhiễu hơn. Việc đổi tần trong máy phát : Việc chuyển đổi tần số từ IF sang RF để có thể truyền tín hiệu đi xa hơn. Việc đổi tần trong máy thu: Tín hiệu thu được là tín hiệu cao tần đã được điều chế mang tin tức. Trong quá trình khuếch đại và lọc thì tín hiệu trung tần dễ xử lý hơn, việc chuyển đổi sang trung tần giúp cho các linh kiện không phải hoạt động ở tần số cao nên ổn định và rẻ hơn. 3.4. Khối ADC và khối DAC : Tín hiệu tương tự là tín hiệu biến thiên liên tục theo thời gian. Tín hiệu số là tín hiệu rời rạc theo thời gian. 10 [...]... thành và tăng độ tin cậy của thiết bị Chính vì những hạn chế của thiết bị vô tuyến cũ đã thúc đẩy công nghệ vô tuyến phát triển và đưa ra thế hệ thiết bị vô tuyến có cấu trúc xác định bằng phần mềm - SDR, sơ đồ cấu trúc của các thiết bị vô tuyến với các thế hệ lấy mẫu ở các tầng khác nhau là : Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc của các thiết bị vô tuyến 18 4.2 Nhận xét về công nghệ SDR 4.2.1 SDR - Thiết bị vô tuyến. .. trúc máy thu phát thông thường 4.1 Sự khác nhau giữa SDR với thiết bị vô tuyến cũ Để xét cấu trúc của SDR trước hết ta xét cấu trúc của các thiết bị vô tuyến cũ và so sánh nó với hệ thống vô tuyến cũ Như một máy thu siêu ngoại sai dải hẹp trước đây được minh hoạ trong hình 2.6 sau đây : Hình 2.6 Máy thu siêu ngoại sai nguyên thủy Trong các máy thu siêu ngoại sai trước đây, các tín hiệu vô tuyến được thu. .. cung cấp những tài liệu quý giá về công nghệ SDR NHóm đã hoàn thành xong phần báo cáo của mình Trong báo cáo nhóm đã đi sâu vào tìm hiểu cấu trúc SDR và đồng thời phân tích các khối chức năng trong sơ đồ máy thu phát sử dụng công nghệ SDR đặc biệt là khối DSP và bộ chuyển đổi A/D, D/A và cuối cùng đồ án nêu nên những điểm mạnh của công nghệ SDR phục vụ cho lĩnh vực công nghệ hiện nay Qua quá trình làm... (WLAN), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và trong Radar, mạng đa truy cập phân chia theo mã dải rộng (WCDMA), dịch vụ vô tuyến gói toàn cầu (GPRS), …đều có thể được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ SDR Không những vậy, công nghệ SDR còn có thể được ứng dụng tới mọi lĩnh vực phát thanh và truyền hình vô tuyến 20 Qua một thời gian nghiên cứu cùng nhau về công nghệ SDR, cùng với sự giúp đỡ tận tình của... các thu t toán thích nghi theo thời gian thực và dữ liệu thời gian thực từ các nguồn khác nhau bao gồm hạ tầng cơ sở mạng di động, các dải tần số vô tuyến (Radio Frequency - RF) sẵn có, các giao thức giao diện vô tuyến và các nhu cầu của người dùng, các ứng dụng, các yêu cầu hiệu suất (phụ thu c vào người dùng cũng như phụ thu c vào ứng dụng) , môi trường truyền sóng và khả năng của SDR Thiết bị vô tuyến. .. Hình 2.8 Sơ đồ khối SDR 19 Cùng với sự phát triển của công nghệ, các thiết bị SDR được nâng cấp và cải tiến hơn, đó là SDR thông minh và thích nghi (AI - SDR) Hình 2.9 Sơ đồ AI - SDR Khi đó, bộ chuyển đổi A/D đưa lên gần anten hơn với hai khái niệm : - Khái niệm thiết bị vô tuyến có cấu trúc mềm, thực hiện số hóa gần anten - Khái niệm thiết bị vô tuyến có cấu trúc mềm thông minh và thích nghi Theo hình... lượng, công suất tiêu thụ cũng như thời gian thiết kế và giá thành sản phẩm, dễ dàng nâng cấp và thay đổi cấu hình Ngày nay công nghệ SDR không chỉ được dùng trong mục đích quân sự mà còn dùng trong rất nhiều lĩnh vực dân sự như thương mại và xây dựng Với phạm vi rộng lớn và phong phú của các ứng dụng vô tuyến như: Bluetooth (giao thức truyền thông không dây trong khoảng cách ngắn giữa PC và các máy di... FPGA là một vài công ty đang phát triển theo hướng định lại cấu hình động Ví dụ, công cụ Jbits từ Xilinx cho phép người dùng thay đổi cấu hình của một phần FPGA trong khi FPGA đang hoạt động Đây vẫn là một công nghệ mới, song nó sẽ là một công cụ rất hữu ích, ví dụ: một máy thu cần thu t toán cho phép định lại cấu hình để thu các tín hiệu đưa qua một kênh thay đổi động Các IC chuyên dụng cho SDR là một... đó giữa anten và các thiết bị đầu vào/đầu ra Thiết bị vô tuyến số không nhất thiết có nghĩa là SDR, song SDR là thiết bị vô tuyến số Một thiết bị vô tuyến có thể là số nhưng nếu qúa trình xử lý tín hiệu xảy ra sau bộ chuyển đổi A/D được thực hiện bởi mục đích đặc biệt, dùng các vi mạch chuyên dụng (ASICs) thì nó không phải là một thiết bị có cấu trúc mềm (SDR) Đa dải là khả năng của máy di động hoặc... một phần cố định để xử lý tín hiệu chung và một phần có khả năng định lại cấu hình tùy thu c vào các chuẩn vô tuyến khác nhau như các chuẩn điện thoại tế bào khác nhau Bởi đây là mục đích để tăng ứng dụng cụ thể hơn là một chip FPGA đa năng, điều đó làm tăng hiệu qủa 14 kinh tế và hiệu suất, đồng thời giảm công suất tiêu thụ so với FPGA Một vài IC chuyên dụng cho SDR cũng có khả năng định lại cấu hình . gói toàn cầu (GPRS), …đều có thể được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ SDR. Không những vậy, công nghệ SDR còn có thể được ứng dụng tới mọi lĩnh vực phát thanh và truyền hình vô tuyến. 20 . là SDR. 19 Hình 2.8 Sơ đồ khối SDR Cùng với sự phát triển của công nghệ, các thiết bị SDR được nâng cấp và cải tiến hơn, đó là SDR thông minh và thích nghi (AI - SDR) . Hình 2.9 Sơ đồ AI - SDR . của SDR . Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc chung của SDR 1.4. Mô hình cấu trúc cụ thể của SDR Hình 1.7 Sơ đồ cấu trúc chính tắc của SDR 5 Chương 2: Kiến trúc máy thu phát vô tuyến điện sử dụng công nghệ