SDR چیست؟
SDR یک سیستم رادیویی است که (به جای سخت افزار) با نرم افزار کنترل میشود. SDR مخفف Software Defined Radio است که در فارسی به آن رادیو نرم افزار نیز گفته میشود. عملکرد این سیستم رادیویی کاملا با نرم افزار قابل کنترل است.
مثلا فرض کنید به جای لحیم کردن آیسی ها و قطعات الکترونیکی عجیب و غریب، با نوشتن کد و برنامه نویسی، به یک شبکه تلوزیونی یا ماهواره ای متصل شوید. و یا با گرفتن سیگنال GPS مکان خود را شناسایی کنید یا یک صورت را به صورت بیسیم ارسال کنید.

داستان اختراع اولین تلفن دنیا
در سال ۱۸۷۶، سه نفر در دنیا در حال رقابت برای انتقال صدا از طریق سیم بودند.
رقابتی نفس گیر و پرتنش برای این اختراع بزرگ، اختراع دستگاهی که صدای انسان را از طریق سیم منتقل کند.
پیش از این، تلگراف وجود داشت، و متن ها از طریق سیم انتقال میافتند اما صدا ( صدای واقعی یک انسان نه فقط نوشته ها ) هنوز به سیمها سپرده نشده بود.
در یک آزمایشگاه در بوستون، الکساندر گرهام بل مشغول کار بود.
او با تمام وجود به این باور داشت که میتواند صدا را با سیم فرستاد.
همراه با دستیار جوانش، واتسُن، شبها را بر کار بر روی یک دستگاه بزرگ و عجیب به سر میبردند.
اما رقیبی نیز وجود داشت: ایلیشا گری، مخترع باهوشی دیگر، که او هم در حال طراحی دستگاهی بود که بتواند صدا را حمل کند.
و در یک روز سرنوشتساز.
بالاخره صدای بل از یک سیم رد شد و در اتاق واتسن، که در اتاق دیگری بود، پیچید:
“آقای واتسن! بیایید، اینجا به شما نیاز دارم”
لحظه ای که دنیا متحول شد.
آقای واتسن سراسیمه به اتاق بل آمد و گفت من صدای شما را شنیدم.
آن روز بل فوراً برای ثبت اختراعش، به اداره ثبت اختراع رفت.
جالب است، فقط دو ساعت زودتر از گری. و تلفن متولد شد.
داستان SDR
یک داستان برای درک بهتر SDR چیست:
اگر یادتان باشد در سالهای 1980، رادیوها و بیسیمهای نظامی و تجاری کاملا آنالوگ بودند. و تنظیمات دقیق آنها نیازمند تنظیم دقیق پیچها و دکمههای مکانیکی بود.
اپراتورها باید ساعتها روی دستگاه کار میکردند تا یک سیگنال را دریافت یا ارسال کنند. این روزها، اگر کسی بخواهد یک سیگنال رادیویی جدید را بشنود، کافی است چند دکمه روی یک صفحه لمسی را فشار دهد – اما این تحول یک راه طولانی را پشت سر گذاشته است.
در سال 1992، یک مقاله تاریخی از جوزف میتولا (Joseph Mitola) به نام «رادیو نرمافزاری» منتشر شد. او واژه SDR – Software Defined Radio را معرفی کرد و دنیای ارتباطات را دگرگون کرد.
میتولا مفهومی را مطرح کرد که تمامی عملکردهای سختافزاری رادیو – از فیلتر کردن گرفته تا مدولاسیون و دمدولاسیون – بتوانند توسط نرمافزار انجام شوند. این ایده، اولین قدم برای دستیابی به یک رادیو هوشمند و چند منظوره امروزی بود.
اما در آن زمان، تجهیزات لازم برای پیادهسازی این ایده بسیار گران و سنگین بودند. سالها طول کشید تا پیشرفتهای الکترونیک دیجیتال، مانند ADC/DAC با سرعت بالا و FPGAها، این ایده را قابل دسترس کنند. در دهه 2000، پروژههایی مانند GNU Radio و سختافزارهایی مثل USRP (Universal Software Radio Peripheral) این فناوری را تجاری کردند و به دست مردم رساندند.
تا جایی که در سال 2010، یک دانشجو هم میدانست SDR چیست و میتوانست با یک کامپیوتر شخصی و یک دستگاه RTL-SDR به قیمت ۲۰ دلار، تمامی طیف فرکانسی شهر را روی صفحه نمایش خود ببیند.
اینجا بود که SDR به یک ابزار جهانی تبدیل شد: از ردیابی هواپیماها(رادار) گرفته تا شنود سیگنالهای ماهوارهای، همه از یک لپتاپ قابل انجام بود.
امروزه، SDR پشت هر شبکه موبایل، هر ارتباط ماهوارهای و هر سیستم راداری پیشرفته است. این رادیوی هوشمند، بدون دکمه و پیچ، تنها با یک بروزرسانی نرمافزاری میتواند از یک گوشی ثابت به یک ایستگاه ماهوارهای تبدیل شود.
این داستان، داستان تحولی است که هنوز ادامه دارد و با آمدن هوش مصنوعی میتواند با سرعت بیشتر به تکامل خود ادامه دهد.
اجزاء اصلی SDR چیست؟
اجزاء اصلی SDR عبارتند از:
- آنتن (گیرنده و فرستنده)
آنتن، سخت افزاری است که سیگنالهای الکترومغناطیسی (رادیویی) را دریافت یا ارسال میکند.
نوع آنتن بستگی به فرکانس و کاربرد سیستم دارد.
- RF Front-End( شامل Low Noise Amplifier، میکسر، فیلتر و غیره)
سخت افزارهای مورد نیاز برای انجام پردازش های آنالوگ قبل از ADC یا بعد از DAC.
- مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
- مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC)
- پردازنده (مثل DSP، FPGA، CPU یا GPU)
FPGA برای پردازش موازی و زمانحقیقی
DSP پردازندههای مخصوص پردازش سیگنال
CPU/GPU بیشتر در سیستمهای تست و شبیهسازی
- نرمافزارها وز زبان های برنامه نویسی (برای پیادهسازی برنامه های رادیویی)
- GNU Radio
- MATLAB/Simulink
- LabVIEW Communications
- SDR# (SDRSharp)
- C++, Python
معرفی چند مورد برای درک بهتر SDR چیست:

برد SDR کوچک ZYNQ7020

خرید برد SDR کوچک ZYNQ7020

برد مخابراتی SDR ZYNQ7030

برد SDR مخابراتی ZYNQ7020

برد مخابراتی SDR ZYNQ7035 SFP شبکه نوری

برد مخابراتی SDR ZYNQ7035 SFP شبکه نوری