WIRELESS
Software-definierte Funkkommunikation
Funkkommunikationstechnologien sind weit verbreitet in zahlreichen Bereichen, wie Handel, Militär und Meteorologie. Die herkömmlichen Funkkommunikationssysteme werden mit Hardware aufgebaut, die für bestimmte Anwendungen dediziert sind und verschiedene Frequenzen, Bandbreiten, Modulationsknoten und Kodierungsprotokolle benötigen. Mit der ständigen Weiterentwicklung der Kommunikationstechnologie zeigen die auf Hardware basierenden Implementierungsverfahren deutliche Nachteile im Sinne der Kosten, Produktionszyklen und Kompatibilität. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde ein neues Verfahren eingeführt, die so genannte Software-definierte Funkkommunikation (SDR).
Die SDR-Technologie macht es möglich, dass eine für allgemeine Zwecke eingerichtete Hardwareplattform Kompatibilität zu verschiedenen Systemen der drahtlosen Kommunikation bietet, indem die Softwarekonfigurationen aktualisiert werden. Das bedeutet Flexibilität für die Funkkommunikationssysteme und ermöglicht die Aufnahme von neuen Funktionen und das einfache Upgrade des Systems.
SDR-Systeme können entweder auf der Grundlage der HF- oder der IF-Abtastung implementiert werden. Beim ersteren Abtastverfahren werden die HF-Signale direkt in digitale Signale umgewandelt, so dass die analogen Schaltkreise so weit wie möglich verringert werden können. Diese Methode ist allerdings bei der Implementierung sehr schwierig, denn die HF-Abtastung benötigt extrem schnelle A/D-Wandler und DSP. Das zweite Abtastverfahren ist gegenwärtig das beliebtere. Zuerst werden die HF-Signale in IF-Signale umgewandelt, die dann zur Digitalisierung abgetastet werden können. Auch wenn dieses Verfahren hinsichtlich der Flexibilität einen Kompromiss darstellt, sind die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Geräte deutlich geringer und die Implementierung gestaltet sich viel einfacher.
Die Hardware eines SDR-System besteht im Wesentlichen aus einer Antenne, einem HF-Frontend, A/D-Wandlern und einem DSP. Um ein breiteres Frequenzband abzudecken, kann eine Breitbandantenne oder mehrere Antennen eingesetzt werden. Das HF-Frontend übernimmt mehrere Aufgaben, wie Filterung, Aufwärts- und Abwärtsumwandlung, Leistungsverstärkung und rauscharme Verstärkung. Der A/D-Wandler ist in die Empfangskette des Systems integriert und sorgt für die Umwandlung von analog in digital, während der D/A-Wandler für die Umwandlung von digital in analog in der Sendekette angesiedelt ist. Sowohl der A/D- als auch der D/A-Wandler muss über eine ausreichend große Bandbreite und Geschwindigkeit verfügen, um die Nyquist-Abtastrate zu erfüllen. Zur Entlastung des DSP kann ein DDC (digitaler Abwärtswandler) verwendet werden, der die Ausgabe des A/D-Wandlers in das Basisband umwandelt und so die Datenübertragungsgeschwindigkeit verringert. Der ähnlich geartete DUC (digitaler Aufwärtswandler) kann zum gleichen Zweck auch in der Sendekette eingesetzt werden. Eine weitere Option für diese Funktion ist die Verwendung eines FPGA anstelle des DDC und DUC. Der DSP ist verantwortlich für die Verarbeitung des Basisbandsignals und die Modulation/Demodulation, Entstörung und FEC (Vorwärtsfehlerkorrektur).
Daneben findet in modernen Kommunikationssystemen meist eine nichtkonstante Hüllkurvenmodulation Anwendung, für die üblicherweise Verstärker in den linearen Bereichen laufen müssen, was zu einer geringeren Effizienz führt. Der Betrieb der Verstärker in den nichtlinearen Bereichen könnte zu einer höheren Effizienz führen, aber dann müsste ein dedizierter Chip oder ein FPGA vor dem Leistungsverstärker eingesetzt werden, um für die CFR (Verringerung des Scheitelfaktors) und DPD (digitale Vorverzerrung) der Signale zu sorgen.
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Digitale Auf- und Abwärtsumwandlung zur Senkung der Datenübertragungsgeschwindigkeit für DSP
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Verarbeitung
Basisbandsignale
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Ein-/Ausgangsverstärkung
für die Umwandlung oder Übertragung aufbereiteter Signale
Broadcom
Analog Devices
Analog Device
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Wird vor der Leistungsverstärkung eingesetzt, um schwache HF-Signale zu verstärken
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Ein Hochgeschwindigkeits-Breitband-D/A-Wandler wird eingesetzt zur Umwandlung des digitalen IF-Signals in ein analoges IF-Signal.
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Ein Hochgeschwindigkeits-Breitband-A/D-Wandler wird zur Umwandlung des analogen IF-Signals in ein digitales IF-Signal verwendet.
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Aufwärtsumwandlung von IF auf HG (im Sendeweg) und Abwärtsumwandlung von HF in IF (im Empfangsweg)
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Aufwärtsumwandlung von IF auf HG (im Sendeweg) und Abwärtsumwandlung von HF in IF (im Empfangsweg)
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Oszillator für die Auf-/Abwärtsumwandlung
Abracon
Crystek
Texas Instruments
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Filtern der gewünschten IF-/HF-Signale
Murata
Murata
Analog Devices
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Murata
Murata
Analog Devices
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AD8339-EVALZ < Analog Devices Die Platine AD8339 weist die Fähigkeiten des Demodulators mit programmierbarem Phasenverschieber auf. Die AD8339 ist ein wesentlicher Bestandteil eines Phasenverschiebersystems. Sie richtet die in HF-Signalen enthaltenen Informationen über den Zeitabstand aus. Die AD8339 kann mithilfe der mit der Platine mitgelieferten Software oder unter Verwendung eines externen digitalen Mustergenerators über den 20-poligen Flachkabelanschluss konfiguriert werden. | ||
CFTL-CN0134-EVALZ Analog Devices Bei diesem Schaltkreis handelt sich es um eine Implementierung des analogen Teils eines Breitbandsenders - analoger Basisband-Eingang/HF-Ausgang. Er ist für die Evaluierung von CN0134 ausgelegt unter Verwendung eines ADF4350, eines voll integrierten Fractional-N-PLL-IC, der sich wie ein lokaler Oszillator verhält und analoge I/Q-Signale in HF umwandelt. | ||
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AD9284-250EBZ Analog Devices Hierbei handelt es sich um eine Platine mit vollem Funktionsumfang, die verschiedene Betriebsarten für den Analog-Digital-Wandler AD9284 über die Anwendungssoftware unterstützt | ||
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BROADCOM | LNA | MGA-633P8 GaAs MMIC LNA ermöglicht 900 MHz-BTS-Verstärker mit klassenbesten Rauschwerten und Linearität | AN5457 | MGA-633P8 | Klicken Sie hier |
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BROADCOM | LNA | Verwendung des MGA-87563 GaAs MMIC in Anwendungen mit rauscharmen Verstärkern im Frequenzbereich von 800 bis 2500 MHz | AN1116 | MGA-87563 | Klicken Sie hier |
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BROADCOM | RF-Verstärker | AVT-51663 / 53663 Darlington-Verstärker für Breitbandanwendungen (DC bei 6 GHz) | AN5474 | AVT-51663/53663 | Klicken Sie hier |
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BROADCOM | Mischer | Der IAM-93516 für 1,9 GHz-Abwärtswandler für Anwendungen in Mobilfunkinfrastrukturen mit integriertem IF-Verstärker | AN5112 | IAM-93516 | Klicken Sie hier |
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NXP | RF-Verstärker | Verfahren zur Wärmemessung bei HF-Leistungsverstärkern | AN1955 | Klicken Sie hier | |
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INTERSIL | DDC | Verwendung von HSP50216 und ISL5216 QPDC in Breitbandanwendungen - UMTS | AN9927 | HSP50216 | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | D/A-Wandler - A/D-Wandler | Intelligente Auswahl von A/D- und D/A-Wandlern ermöglicht ein besseres Design der Software-definierten Funkkommunikation | SLAA407 | Klicken Sie hier | |
Hersteller | Produkttyp | Anwendungshinweistitel | Anwendungshinweisnummer | Artikelnummer | URL |
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ALTERA | FPGA | DSP-FPGA Systempartitionierung für drahtlose MIMO-OFDMA-Basisstationen | Klicken Sie hier |
ALTERA | FPGA | Implementierung von digitalen IF- und digitalen Vorverzerrungs-Liniearisiererfunktionen mit programmierbarer Logik | Klicken Sie hier |
ALTERA | FPGA | Verringerung des Scheitelfaktors in drahtlosen Systemen auf OFDM-Grundlage | Klicken Sie hier |
ALTERA | FPGA | Vertrauenswürdige Konstruktion von militärischen SDR-Produktionsanwendungen | Klicken Sie hier |
ALTERA | FPGA | Architektur und Komponentenauswahl für SDR-Anwendungen | Klicken Sie hier |
LATTICE SEMICONDUCTOR | FPGA | LatticeECP/EC FPGAs: Ein systolisch angeordneter Prozessor für Software-definierte Funkkommunikation | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | DAU | Prinzipien der Datenerfassung und -umwandlung | Klicken Sie hier |
Hersteller | Produkttyp | Anwendungsberichttitel | URL |
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ANALOG DEVICES | DUC | 1 GSPS Evaluierungsplatine für phasenverschobene digitale Aufwärtswandler mit 14-Bit-D/A-Wandler | AD9957 | Klicken Sie hier | |
INTERSIL | DAU | HI5x60EVAL1 - Bedienungsanleitung | HI5x60EVAL1 | HI5960 | Klicken Sie hier |
INTERSIL | DAU | Evaluierungsplatine HI5760EVAL1 - Bedienungsanleitung | HI5760EVAL1 | HI5760 | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | DSP | SFF SDR Evaluierungsmodul | Klicken Sie hier | ||
TEXAS INSTRUMENTS | DAU | Evaluierungsmodul für den DAC5675A - Bedienungsanleitung | DAC5675A | Klicken Sie hier | |
TEXAS INSTRUMENTS | DAU | DAC3283 EVM - Bedienungsanleitung | DAC328x EVM | DAC3283 | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | DAU | DAC5668/88/89 EVM - Bedienungsanleitung | DAC5688 EVM | DAC5688 | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | DAU | TSW4100EVM - Bedienungsanleitung | TSW4100 | DAC5688 | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | ADU | ADS61x9/55xxEVM - Bedienungsanleitung | ADS5545 EVM | ADS5545 | Klicken Sie hier |
TEXAS INSTRUMENTS | ADU | ADS64XX EVM - Bedienungsanleitung | ADS6425 EVM | ADS6425 | Klicken Sie hier |
Hersteller | Produkttyp | Evaluierungskits-Titel | EVK-Artikelnummer | Artikelnummer | URL |
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ALTERA | FPGA | Beschleunigung des Designs von drahtlosen OFDMA-MIMO-Systemen | Klicken Sie hier | |
ALTERA | FPGA | Cyclone III FPGA - Übersicht - Teil 1 | Cyclone III | Klicken Sie hier |
ALTERA | FPGA | Cyclone III FPGA - Übersicht - Teil 2 | Cyclone III | Klicken Sie hier |
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LINEAR TECHNOLOGY | Mischer | Studie über 0,4 GHz- bis 2,7 GHz-Aufwärtsumwandlungsmischern mit hoher Linearität | LT5578 | Klicken Sie hier |
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TEXAS INSTRUMENTS | ADU | ADS6425 Podcast | ADS6425 | Klicken Sie hier |
Hersteller | Produkttyp | Schulungstitel | Artikelnummer | URL |
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