SDR, Software-Defined Radio

SDR, Software-Defined Radio

동의어 : 소프트웨어 정의 무선

무선통신에서 물리 계층(physical layer) 기능의 일부 또는 전부를 소프트웨어로 정의하고(defined) 구현하는 기술.

여기에서 ‘정의’는 소프트웨어로 기능을 새로 정의하고,

이를 소프트웨어로 구현하여 다양한 기능을 융통성있게(flexible) 설계한다는 의미다.

SDR은 1992년에 조셉 미톨라 3세(Joseph Mitola III)가 논문 ‘Software radio: Survey, Critical Analysis and Future Directions’를

발표하면서 사용하기 시작하였다. 미톨라는 무선통신에서 안테나, 아날로그 디지털 변환기(ADC: Analog-to-Digital Converter),

디지털 아날로그 변환기(DAC: Digital-to-Analog Converter)를 제외하고는 필터, 발진기,

주파수 변환기 등도 소프트웨어로 프로그래밍 할 수 있다고 생각하였다.

실제로는 안테나는 물론 증폭기, 아날로그 필터 등 일부는 여전히 아날로그로 처리한다.

1984년도에 레이시온(Raytheon) 사(社)가 최초로 소프트웨어 무선(software radio)이라는 용어를 사용하였으나

배열 처리기(array processor)를 이용하여 광대역 신호에 있는 간섭을 제거하고 신호를 복조하는 베이스밴드(baseband)

수신기에 한정된 기술이었다. 군사용으로는 1991년에 미국 국방부고등연구계획국(DARPA: Defense Advanced Research Projects Agency)에서

개발한 SPEAKeasy라는 SDR 무전기가 있다. SPEAKeasy는 2 MHz부터 2 GHz까지 주파수 범위 조정이 가능하고,

10여 종의 군사용 무전기 프로토콜을 구현할 수 있었다.

SDR은 광대역을 커버하는 무선 RF 기술과 디지털 신호처리(DSP: Digital Signal Processing) 기술을 결합하여 탄생한 기술이다.

전통적인 무선 기기는 새로운 전송방식으로 통신을 하려는 경우 하드웨어는 물론 소프트웨어의 대부분을 교체하여야 한다.

반면 SDR 무선 기기는 소프트웨어를 업그레이드(upgrade)하여 다중 대역(multiband)에서 다양한 전송방식을 구현할 수 있다.

이를 위하여 SDR 무선 기기 하드웨어를 설계할 때 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array),

디지털 신호 처리 장치(DSP: Digital Signal Processor),

범용 프로세서(GPP: General Purpose Processor), programmable SoC(system on chip) 등을 이용한다.

예를 들어 무선통신에서 안테나와 저잡음 증폭기와 같은 특정한 하드웨어(specific hardware)를 사용하는 단(stage),

즉 믹서와 변·복조 신호 등은 디지털 신호로 바꾸어 게이트 어레이와 같은 일반적인 하드웨어(generic hardware) 회로를

소프트웨어로 조정하여 송수신 파라미터를 바꾸는 방식이다.

SDR 플랫폼으로 가장 많이 사용하는 제품은 GNR Radio로 PC와 연결하여 Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth,

GSM 그리고 LTE 등의 프로그램을 저장소(repository)에서 내려받기(download)하여 관련 기능을 실행할 수 있다.

* 관련 표준

- IEEE Std 1900.1: IEEE Standard for Definitions and Concepts for Dynamic Spectrum Access:

Terminology Relating to Emerging Wireless Networks, System Functionality, and Spectrum Management-2019

출처:TTA 정보통신 용어사전

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