Defined Radio)
Kỹ thuật vô tuyến đ−ợc định nghĩa mềm cho phép các mạng không bị gián đoạn và hỗ trợ nhiều l−ợc đồ truyền thông vì dễ dàng mở rộng trạm gốc, điều khiển linh động giao diện vô tuyến, sự hỗ trợ của thiết bị đầu cuối và khả năng có thể mở rộng của nhiều hệ thống. Ngoài ra, kỹ thuật này còn cho phép cấu hình lại thiết bị đầu cuối, cung cấp một ph−ơng tiện hiệu quả để mở rộng chức năng hoạt động đa chế độ. Sự thay đổi các chức năng đầu cuối đ−ợc thực hiện bằng việc tải phần mềm và nâng cấp cho thiết bị đầu cuối.
Những thách thức kỹ thuật cần phải giải quyết để triển khai thực tế kỹ thuật vô tuyến định nghĩa mềm gồm có: kiến trúc máy phát/máy thu, các kỹ thuật để xây dựng chức năng vô tuyến trong phần mềm, các kỹ thuật điều chế/giải điều chế đa chế độ dựa trên phần mềm, các kỹ thuật thu/phát, và các ph−ơng thức tải dữ liệu. Tr−ớc đây SDR đ−ợc phát triển và sử dụng cho truyền thông trong quân đội. Sau này, có sự đề nghị của Forum SDR ở Mỹ và ủy ban Kỹ thuật sóng vô tuyến mềm của Viện các Kỹ s− Truyền thông và Thông tin điện tử, SDR đã đ−ợc sử dụng trong các ứng dụng dân dụng.
SDR là kỹ thuật cho phép một thiết bị sử dụng một sóng vô tuyến đơn có thể thay đổi chức năng của nó bằng việc nạp lại phần mềm, t−ơng tự nh− máy tính cá nhân, để điều khiển các l−ợc đồ truyền dẫn sóng vô tuyến khác nhau.
Hiện nay đã có một số l−ợc đồ sóng vô tuyến đ−ợc sử dụng cho các dịch vụ truyền thông th−ơng mại và các hệ thống liên quan. Ví dụ, có nhiều hệ thống vô tuyến công cộng: PDC (Personal Digital Cellular), GSM, PHS (Personal Handyphone System), DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) và các hệ thống thông tin di động thế hệ 3 - ITM-2000. Tuy nhiên các hệ thống này sử dụng các băng tần, l−ợc đồ điều chế, giao thức truyền thông khác nhau do đó các thiết bị đầu cuối cho mỗi hệ thống này không sử dụng dịch vụ của hệ thống khác đ−ợc.
SDR cho phép điều khiển các hệ thống vô tuyến khác nhau trên một thiết bị đầu cuối đơn, và dễ dàng cập nhật phiên bản phần mềm từ hệ thống [7]. Do đó, SDR giải quyết đ−ợc vấn đề không thống nhất hệ thống vô tuyến. SDR hứa hẹn một môi tr−ờng thông tin di động không gián đoạn.
Hình 3.27. Cấu hình cơ bản của thiết bị SDR [9] Trong đó:
+ Multi-band antenna: ăngten đa băng tần + antenna part: khối ăngten
+ RF part: khối RF
+ Multi-band RF circuit: mạch RF đa băng tần
+ A/D, D/A: khối chuyển đổi số/t−ơng tự và chuyển đổi t−ơng tự/số + Programmable Processor: bộ xử lý có thể lập trình
+ External interface part: khối giao diện ngoài + Control part: khối điều khiển.
Kỹ thuật triển khai trên thiết bị vô tuyến đ−ợc cấu hình các mạch số và t−ơng tự với sóng vô tuyến có thể linh động và có thể lập trình nhờ sử dụng kỹ thuật xử lý tín hiệu số. Điều đó cho các lợi ích sau:
+ Do một thiết bị đầu cuối đơn có thể hỗ trợ nhiều hệ thống vô tuyến nên cùng một phần cứng có thể đ−ợc sử dụng ở mọi nơi trên thế giới.
+ Hệ thống vô tuyến tối −u sẽ đ−ợc thiết lập một cách tự động và tài nguyên hạn chế (nh− công suất, phổ tần ...) đ−ợc sử dụng một cách hiệu quả.
+ Ng−ời dùng có thể sử dụng các dịch vụ vô tuyến mà không cần có sự hiểu biết về nhà khai thác hoặc mạng cung cấp dịch vụ.
Các khó khăn về kỹ thuật:
Một thiết bị SDR điển hình đ−ợc xây dựng bằng các thiết bị số có thể lập trình nh−: CPU, DSP (Digital Signal Proccessor: bộ xử lý số) hoặc FPGA. Các mạch điện vô tuyến nh− các bộ điều chế/giải điều chế đ−ợc chuyển mạch bằng phần mềm, nh−ng các mạch RF gồm có ăngten thì cần đ−ợc xây dựng bằng các mạch điện t−ơng tự [4]. Ngoài ra, các băng tần khác nhau đ−ợc sử dụng cho các hệ thống hiện tại, do đó nếu các hệ thống thông tin di động đ−ợc triển khai SDR thì một dải rộng các băng tần bao phủ từ các băng UHF/VHF đến hàng GHz đ−ợc sử dụng. Vì lý do này mà các mạch điện RF của các thiết bị SDR cần có các mạch điện RF đa băng tần có khả năng hỗ trợ các đặc tr−ng về bộ lọc/công suất phát/tần số có thể biến đổi để điều khiển nhiều hệ thống thông tin (khả năng đa chế độ).
Một số thiết bị đầu cuối đa chế độ t−ơng thích với nhiều hệ thống vô tuyến đã đ−ợc th−ơng mại rộng rãi, ví dụ: thiết bị đầu cuối ở Mỹ t−ơng thích với các hệ thống vô tuyến: AMPS băng tần 800MHz, CDMA2000 băng tần 800MHz và băng 2GHz. Tuy nhiên những thiết bị đầu cuối này có đ−ợc khả năng đa chế độ bằng việc kết hợp các phần cứng riêng cho từng hệ thống, và chúng không có đặc tr−ng riêng của SDR là thay đổi chức năng bằng phần mềm. SDR không cần triển khai nhiều phần cứng để hỗ trợ nhiều hệ thống mà mục đích cuối cùng là tích hợp các phần cứng riêng đó thành một [6]. Cuối cùng, cần phát triển các bộ xử lý có thể cấu hình lại một cách tự động và các kỹ thuật nạp phần mềm an toàn để thực hiện nhiều loại truyền thông khác nhau bằng cách thay đổi tùy ý phần mềm tùy thuộc vào môi tr−ờng truyền thông.