Was ist Software-Defined Radio (SDR)?

Ein Software-Defined Radio (SDR) ist ein drahtloses Gerät, das in der Regel aus einem konfigurierbaren HF-Front-End mit einem FPGA oder einem programmierbaren System-on-Chip (SoC) für die Ausführung digitaler Funktionen besteht. Handelsübliche SDR-Hardware kann Signale mit verschiedenen Frequenzen übertragen und empfangen, um drahtlose Kommunikationsstandards von UKW-Funk bis hin zu 5G, LTE und Wi-Fi^® zu implementieren. Abbildung 1 zeigt ein typisches SDR-Blockdiagramm und seine Verbindung zu MATLAB^®.

Funkingenieure können SDR-Hardware als kosteneffiziente Echtzeitplattform für eine Vielzahl von Aufgaben in der Funktechnik verwenden, beispielsweise:

• Over-the-Air-Tests im Labor und in der Produktion mit Live-HF-Signalen
• Rapid Prototyping individueller Funkfunktionen
• Praktisches Aneignen von Konzepten der drahtlosen Kommunikation und Entwicklungskenntnissen

Funktechniker können auch mit verschiedenen Drahtlosstandards wie 5G, LTE, DVB-S2 und anderen arbeiten und dabei SDR- und MATLAB-Konnektivität einsetzen.

Mit der gleichzeitigen Verwendung eines Software-Defined Radio mit MATLAB und Simulink^® für Drahtlosentwürfe, Simulationen und Analysen können Ingenieure und Studierende:

• Die Implementierung eines drahtlosen Transceivers mit SDR erlernen
• SDR-Hardware mit vorkonfigurierten Funkfunktionen einrichten
• Standardbasierte und individuell generierte Signale übertragen und empfangen
• Entwürfe mit Interferenzen und anderen realen Bedingungen testen
• Signalanalysen und -messungen in Echtzeit durchführen
• Mithilfe von HDL- und C Code-Generierung aus Algorithmusmodellen individuelle Entwürfe auf SDR-Hardware bereitstellen, Prototypen erstellen und überprüfen, wie in Abbildung 2 gezeigt.
• Implementierung mit Radio-in-the-Loop-Tests verifizieren
• Testen drahtloser Breitbandsysteme und Durchführen der Spektrumsüberwachung
• Prototypen von praktischen Drahtlossystemen erstellen, überprüfen und testen

Hardware-Unterstützung in MATLAB und Simulink für SDR

MATLAB und Simulink unterstützen gängige SDR-Hardware. Sie können mit SDR-Plattformen kommunizieren, um Radio-in-the-Loop-Tests, Prototyping und praktische Übungen durchzuführen. Die unten aufgeführten Bilder zeigen unterstützte SDR-Hardware und -Lösungen, die von MathWorks zum Entwurf und zum Prototyping von Software-Defined-Radio-Systemen angeboten werden.