Ohjelmistoradio : Katsaus käyttötarkoituksiin, toimintaperiaatteisiin, laitteistoihin sekä hyötyihin

Abstract

Tässä työssä esitellään ohjelmistoradiotekniikkaa teoriatasolla. Tavoitteena oli työstää katsaus ohjelmistoradiotekniikan käyttötarkoituksiin, toimintaperiaatteisiin, laitteistoihin sekä hyötyihin. Suomenkielistä materiaalia aiheesta on hyvin vähän saatavilla. Tieto on kerätty englanninkielisistä kirjoista sekä materiaaleista, joista on koostettu kirjoittajan mielestä tärkeimmät seikat, jotka liittyvät tekniikan ymmärtämiseen sekä tekniikan kehittämiseen. Ohjelmistoradio on mukautuva viestintätekniikka, jolla yhdistetään nykyisiä sekä tulevia viestintätekniikoita yhteen laitteistoon, johon voidaan ohjelmallisesti päivittää uudet tarpeelliset toiminnot, joutumatta vaihtamaan koko järjestelmää uusinta tekniikkaa vastaavaksi. Tämä tekniikka on kehittyessään ylivertainen verrattuna perinteisiin viestintäjärjestelmiin, jotka eivät ole muokattavissa näin helposti muuttuviin vaatimuksiin. Ohjelmistoradiotekniikka alentaa uuteen tekniikkaan siirtymisen alkuinvestointien hintaa, parantaa käyttäjien käyttökokemusta sekä helpottaa viestintäverkkojen ylläpitoa. Esimerkiksi uusia modulaatiotapoja voidaan päivittää järjestelmään ohjelmistopäivityksillä, jolloin voidaan mahdollisesti kasvattaa tiedonsiirtonopeuksia vaihtamatta laitteistoja lainkaan. Tätä työtä voidaan käyttää pohjana alettaessa tutkia ja suunnitella ohjelmistoradiossa käytettäviä ohjelmistoja tai laitteistojärjestelmiä. Mahdollisia kehityskohteita ovat esimerkiksi eri analogisten komponenttien suunnittelu digitaalisesti muokattaviksi ja eri vaiheissa käytössä olevien algoritmien suunnittelu. Varsinkin moniantennijärjestelmiä ohjaavissa algoritmeissa on paljon kehitettävää.

This thesis describes the technology known as Software Defined Radio (SDR) in theory. The aim was to give the reader a good understanding on Software defined radio’s working principles, equipment, uses, benefits and its future. Software Defined Radio is a flexible form of wireless communication, which uses all possible means of communication known in one device. Other methods, such as new modulation and algorithms can be installed on the radio by downloading new software on it, without needing excessive modification to the device itself. This technology is better than the traditional means of communication, which don’t have its level of adaptability. Software defined radio lowers the costs of initial investment of new communication networks, enhances the user’s communication experience significantly and lowers the maintenance costs of communication networks. This thesis can be used as a guide when starting to design and building software defined radio systems and their programs. Possible targets for development are for example designing of many digitally adjustable analog components needed in SDR and many algorithms needed in various parts of the device.