Las radios definidas por software, con algunas limitaciones estrictas, se usan ampliamente. Hay un gran componente de software, por ejemplo, en la mayoría de los equipos celulares 4G, por lo que se puede actualizar a mejoras en el protocolo LTE.
Pero aquí está el problema. En teoría, una radio definida por software puede ser poco más que un sintonizador, un ADC lo suficientemente amplio como para digitalizar cualquier banda de señal con las necesidades de su aplicación de radio y un DAC similar si necesita una radio bidireccional. Entonces ya hay un componente de hardware. En ese punto, es un propósito mucho más general que una solución dedicada … pero ya puede ser más costoso. Depende completamente de lo que estés reemplazando.
Aquí hay un ejemplo … hace algunos años, estaba trabajando en un sistema de demostración como parte de un contrato ganado por mi compañía. El objetivo era tomar una serie de fuentes de video de campo de batalla diferentes, convertir cada una a una transmisión de video AVC MPEG-4 compatible con DVB-H y producir una transmisión de transporte lista para la retransmisión.
Hubo algunas fuentes de video diferentes. La mayoría de los robots produjeron una transmisión M-JPEG, que podría codificarse a MPEG-4 AVC en una PC. Además, teníamos vehículos aéreos no tripulados, algunos robots pequeños, una cosa llamada DragonEgg, etc., que producían algún tipo de transmisión de video compatible con NTSC, pero siempre modulados en alguna otra frecuencia, nada bastante estándar. Se tomó la decisión de utilizar un enfoque de radio por software para la captura de NTSC.
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Así que comenzamos con un par de USRP (Universal Software Radio Peripheral), comenzamos a codificar MPEG-4 usando componentes existentes (x264, etc.) en Linux … casi todo lo que necesitábamos estaba bien soportado. Comencé a escribir el decodificador NTSC (solo video, pero en color), y en unos meses tuvimos un sistema para demostrar. Sin embargo, se necesitó aproximadamente un núcleo Intel x86 para decodificar NTSC, y aproximadamente un núcleo Intel x86 para codificar a AVC MPEG-4 de clase H.264. Así que construí una PC de montaje en rack de 1U con ocho núcleos x86 (esto fue en los días de Core 2, lo mejor que podía obtener era 4 núcleos por chip, y estábamos limitados a un espacio de rack de 1U para el servidor).
Entonces, aunque esto funcionó, fue limitado. Y muy caro, tanto en términos de consumo de energía como de dólares reales. Fue solo una demostración, y fue muy divertido escribir un decodificador NTSC. Pero completamente poco práctico. Ese mismo decodificador NTSC podría haberse logrado con $ 1.50 en chips de desodorante NTSC disponibles en el mercado y tal vez otros $ 2-3 en partes para construir un front-end de desplazamiento de frecuencia (VCO, mezclador). Hubiéramos necesitado algún tipo de PC allí, pero toda la codificación AVC podría haberse realizado para aproximadamente 1/8 de la potencia utilizando los chips MPEG de hardware disponibles para sistemas de seguridad, ya que la salida era de baja resolución solamente.
Y ese es el tipo de problema en el que te encuentras con la radio de software. Nunca es más barato que construir una radio. El trabajo realizado en una CPU de $ 50 probablemente se puede hacer en un DSP de $ 25 por la mitad de la potencia. Mueva eso a un FPGA de $ 10 y corte la potencia en otro 1/2 o mejor. Coloque ese circuito en una matriz de compuerta de $ 5.00, y otro factor de dos mejoras en ambos. Muévalo a silicio personalizado, y nuevamente, la mitad del costo, la mitad de la energía … aunque, por supuesto, una vez que pase FPGA, será mejor que tenga el volumen o encuentre una solución COTS, o no vale la pena hacerlo, ese chip personalizado es solo $ 2.50 cuando tienes un volumen decente.
Entonces, usted ve la radio de software en lugares donde hay mucho dinero para gastar, como equipo de torre celular. También están haciendo protocolos que hacen muchas cosas que necesitan software inteligente de todos modos, y los costos de solo el motor de protocolo es una parte bastante pequeña del costo total de la operación. O en cosas como la radio de voz analógica, donde el trabajo es tan pequeño que se puede hacer en un DSP o CPU de muy bajo costo.
Un buen ejemplo de cómo NO usar la radio por software es el proyecto JTRS del gobierno. Esto fue diseñado para entregar radios militares completamente definidas por software. Podrían decodificar cualquier señal analógica y ejecutar diferentes protocolos digitales. El primero de ellos fue construido a partir de varias jaulas grandes de placas DSP, pero finalmente se decidieron por una serie de implementaciones de FPGA. Gastaron algo así como $ 8 mil millones en este proyecto, y las radios hacen lo que se supone que deben hacer. Algo así como. Pueden recibir todo tipo de radio analógica, pero no son muy buenos en eso: no tienen el filtro de canal analógico para obtener una entrada de banda de voz estrecha, por lo que tienen que digitalizar todo tipo de espectro abarrotado y filtrar solo la banda / canal que buscan. Eso significa que el ADC a menudo está abrumado con una energía de señal espuria. Ejecutan un par de protocolos digitales obligatorios del gobierno, pero ninguno de estos es muy bueno. El protocolo de banda ancha, WNW, es algo así como una versión inicial de 802.11 en un canal de 5MHz, pero 802.11 ha evolucionado considerablemente. WNW está atascado en el tiempo, simplemente no funciona tan bien. Y ninguna de estas unidades tiene suficiente potencia computacional para ejecutar 802.11.