COMUNICACIONES INALÁMBRICAS GRUPO 5 SOFTWARE DEFINED RADIO ¿QUÉ ES Y PORQUE DEBEMOS UTILIZARLO? INTEGRANTES: ERICK RAMÍREZ T. ENRIQUE PROAÑO R. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

SOFTWARE DEFINED RADIO INTRODUCCIÓN El siglo veinte vio la explosión de aplicaciones de radio basadas en hardware (HDR) como una intención de comunicarse de todas las formas audibles, visuales, etc. La mayoría de las transmisiones de radio se basaban en hardware con muy poco o nada de software de control. SDR usa dispositivos digitales programables para mejorar el procesamiento de señal necesario para transmitir y recibir información en banda base a radiofrecuencia. SSDSD sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

SOFTWARE DEFINED RADIO APLICACIONES DE RADIO DE 3G BASADAS EN SOFTWARE La primera generación de las comunicaciones móviles celulares, y usaba técnicas de modulación analógica para transmitir y recibir voz. Los sistemas de segunda generación (2G) de principios de los 90, fue conocida como “digital” porque estos sistemas codificaban la voz en un flujo continuo digital y usaban técnicas de modulación digital para transmisión. Todos los sistemas 3G son potenciales aplicaciones SDR. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

SOFTWARE DEFINED RADIO ARQUITECTURA DE TRANSMISIONES DE RADIO TRADICIONAL La figura 1.1, muestra un transceiver superheterodino con conversión dual. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

SOFTWARE DEFINED RADIO ARQUITECTURA DE TRANSMISIONES DE RADIO TRADICIONAL Desde el punto de vista del receptor la RF de la antena es convertida en una frecuencia intermedia debido a un proceso de mezcla o multiplexado de la señal entrante con el primer oscilados local LO1. La frecuencia intermedia es filtrada y luego mezclada a banda base por el segundo oscilador LO2, y el mezclador. La señal modulada en banda base es demodulada para producir la información analógica del receptor, y la función recíproca es realizada por el transmisor. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

SOFTWARE DEFINED RADIO ARQUITECTURA IDEAL SDR La arquitectura ideal SDR se muestra en la figura 1.2, consiste en un sistema digital y un simple subsistema analógico. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

SOFTWARE DEFINED RADIO ARQUITECTURA IDEAL SDR La separación de portadoras y la conversión de frecuencias altas y bajas a banda base es mejorada por los medios de procesamiento digital. De igual manera la codificación del canal y las funciones de modulación son mejoradas digitalmente en banda base por los mismos medios de procesamiento. El software para una arquitectura ideal es en capas entonces el hardware es completamente abstracto de la aplicación de software. Diseños futuros de SDR y frameworks que usan una API abierta en capa intermedia hará el desarrollo de aplicaciones mas portábles, rápidas y mas baratas. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

HISTORIA DEL HARDWARE EL EN PROCESAMIENTO DE SEÑALES En 1983 Texas Instruments TI saca su chip DSP (procesador de señales digitales) TMS320 el cual podía manejar 5 millones de instrucciones por segundo MIPS. El TMS320 a mejorado por varias generaciones su diseño. Actualmente la versión TMS32C64X maneja 8800 MIPS sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

HISTORIA DEL HARDWARE EL EN PROCESAMIENTO DE SEÑALES En 1980 los diseñadores de DSPs comprendieron que el objetivo de una arquitectura computacional era la de alcanzar una gran velocidad de procesamiento para poder realizar un gran número de instruciones al mismo tiempo sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

HISTORIA DEL HARDWARE EL EN PROCESAMIENTO DE SEÑALES Muchos Microcontroladores usan arquitecturas de “Von Neumann memory”. Como se ve en la figura 1.3 debido a que se tiene un solo bus de datos, se causa un cuello de botella en el sistema cuando nuevos datos son sacados de una memoria externa y cargados en el CPU Fig. 1.3 Arquitectura ”Von Neumann memory. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

HISTORIA DEL HARDWARE EL EN PROCESAMIENTO DE SEÑALES Muchos chips DSP evitan este problema, usando una arquitectura de “Harvard”. Como se muestra en la figura 1.4. Esta arquitectura permite que nuevas instrucciones sean sacadas al mismo tiempo como nuevos datos. Esto permite tener un eficiente pipelining. Fig. 1.4 Arquitectura “Harvard memory” sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

HISTORIA DEL HARDWARE EL EN PROCESAMIENTO DE SEÑALES Las Arquitecturas DSP basadas en el diseño de “Harvard memory” y un solo ciclo MAC se siguen desarrollando. Las últimas tecnologías incluyendo “3G comunication” toma en cuenta este tipo de tecnología. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

COMPLEJIDAD DEL PROYECTO SDR Mejorar la tecnolgia en reducidos tiempos y en mercados cada vez mas exigentes y cambiantes incrementa la complejidad de diseño de Hardware por lo que los ingenieros,diseñadores se ven presionados a diseñar e implementar softwares en menor tiempo y costo al presupuestado. El diseño y prácticas de software a ido progresando desde el diseño de sistemas estructurados en papel y lapiz a diseño de proyectos con ayuda EDA (asistentes de diseño) y por herramientas y ayudas computacionales. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

COMUNICACIONES INALÁMBRICAS El FORO SDR El foro SDR (anteriormente conocido como foro de sistemas de transferencia de información, Multifunción y Modulación) fue creado en 1996 por el gobierno de Estados Unidos. Este foro es una coorporación con menbresía internacional cuyo objetivo es apoyar el desarrollo, comportamiento y uso de arquitecturas abiertas para el progreso de sistemas inalámbricos. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

COMUNICACIONES INALÁMBRICAS EL FORO SDR El foro SDR no es un organismo de estándares como lo es el TIA o el ETSI . El foro está compuesto por tres comités o grupos técnicos. Cada uno de los cuales tiene sus propios objetivos: El Grupo “Download/Handheld” El Grupo “Base station/smart antennas” El Grupo “Movile working groups” sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

COMUNICACIONES INALÁMBRICAS CONCLUSIONES Dependiendo de la evaluación de los requerimientos del diseño y aplicación del mismo se podra elegir adecuadamente el tipo de tecnología a usar (SDR o HDR) al momento de diseñar algún proyecto. Actualmente la tecnología SDR (en estaciones base celulares) consigue una igual eficiencia que su predecesor HDR por lo que es posible que un gran número de aplicaciones de radio ( bajo 3G) utilicen la tecnología SDR. Por lo que actualmente SDR es considerado como una esencial opción de diseño. sábado, 10 de noviembre de 2018sábado, 10 de noviembre de 2018 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS