Ngày nay Công nghệ vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm SDR đã trở nên phổ biến trong việc hình thành mạng không dây. Ý tƣởng đằng sau việc thành lập hệ thống SDR là giải quyết các vấn đề của phần cứng trên phần mềm. Trong các hệ thống SDR, hầu hết các tín hiệu đƣợc xử lý thông qua lập trình bằng cách sử dụng Field-
Programmable Gate Arrays (FPGA), General Purpose Processors (GPP) hoặc bất kỳ thiết bị có thể lập trình khác. Các đặc trƣng cơ bản của SDR là xác định các dạng sóng truyền đi và bộ giải điều chế các dạng sóng nhận đƣợc. Đặc điểm này của SDR cung cấp linh hoạt cho việc nghiên cứu và phát triển truyền thông không dây. Một loạt các phƣơng pháp mới, thuật toán , giao thức có thể đƣợc thực hiện và kiểm tra dễ dàng tƣơng tự nhƣ việc thực hiện thí nghiệm trên nền tảng hệ thống thông tin vô tuyến. Để đạt đƣợc điều này, tất cả các thành phần tần số vô tuyến RF nhƣ : bộ trộn và các bộ lọc cũng đƣợc chuyển đến các các phần mềm, tại đây việc xử lý tín hiệu kỹ thuật số đƣợc làm việc trên băng tần cơ sở. Với việc chi phí thực hiện thấp, tốc độ chuyển đổi cao từ tín hiệu số sang tƣơng tự và ngƣợc lại đã khiến cho hệ thống SDR đƣợc sử dụng trong nhiều hơn thực tế. Cấu trúc hệ thống SDR đƣợc thể hiện ở hình sau:
29
Hệ thống SDR trình bày ở trên là trong trƣờng hợp lý tƣởng nên rất đơn giản và linh hoạt. Tuy nhiên, trong thực tế nó không đơn giản nhƣ vậy do các thiết bị phần cứng còn nhiều hạn chế. Cụ thể nhƣ sau:
Chuyển đổi tƣơng tự sang số: Theo định lý lấy mẫu Nyquist thì tỉ lệ lấy mẫu phải cao gấp đôi băng thông nhƣng bộ chuyển đổi ADC hiện nay có khả năng tốc độ lấy mẫu là 100 Msps. Do đó, giới hạn băng thông 50 MHz. Trong khi băng thông này cho hầu hết các ứng dụng hiện tại có tần số sóng mang là thƣờng cao hơn 50 MHz. Vì vậy, để tạo ra tần só RF cuối cùng ngƣời ta yêu cầu chuyển đổi các tín hiệu nhận đƣợc sang một tần số trung gian (IF) .
Tốc độ bus: Một vấn đề đƣợc đƣa ra là việc truyền dữ liệu từ bộ chuyển đổi ADC sang máytính. Trong thực tế, tốc độ bus tối đa đối với các dữ liệu có thể tỷ lệ hạn chế của tỷ lệ mẫu và độ phân giải của các mẫu. Tốc độ bus trong máy tính thƣờng dao động từ một vài Mbps đến vài Gbps.
Độ trễ: Nói chung máy tính cá nhân không đƣợc xây dựng để xử lý các ứng dụng theo thời gian thực. Vì vậy, trong thực tế một độ tồn tại một độ trễ khá cao trong hệ thống SDR. Nhiều tiêu chuẩn không dây đòi hỏi thời gian chính xác. Do đó, độ trễ cần đƣợc xem xét kỹ lƣỡng trong quá trình triển khai thực hiện trong hệ thống SDR.
Tuy nhiên, nhiều giải pháp đã đƣợc đề xuất để giải quyết những vấn đề trên giúp SDR trở thành một phƣơng pháp tiếp cận với chi phí thấp. Có rất nhiều mô hình SDR đƣợc thử nghiệm. Hầu hết trong nó bao gồm các phần mềm miễn phí và phần cứng đƣợc dùng để truyền RF. Hiện nay, phần mềm GNU Radio và SDR4All Tool là phần mềm miễn phí để xây dựng SDR.