Software Defined Radio: Basic Principles and Applications

Software Defined Radio: Principios y aplicaciones básicas

El autor realiza una revisión de la tecnología Radio Definido por Software (SDR, Software Defined Radio) incluyendo esquemas de hardware y campos de aplicación. Un dispositivo de desempeño modesto es presentado y varias pruebas son ejecutadas con él usando software de distribución gratuita. Con la experiencia adquirida, son identificadas oportunidades de empleo de SDR en soluciones de bajo costo que pueden resolver problemas significativos. Además, se ofrece una lista de las librerías más importantes relacionadas con la tecnología en los últimos años, recomendando el uso de tres de ellas.

I. INTRODUCCIÓN

Desde las primeras transmisiones inalámbricas en torno a 1890 [1-3], las técnicas de transmisión por radio no han dejado de evolucionar, ofreciendo a los usuarios la posibilidad de mantenerse conectados con velocidades de transmisión cada vez mayores [4]. La era triunfal de la radio llegó primero, a mediados de 1930, en una época en la que se utilizaban anchos de banda limitados para las comunicaciones de voz analógicas. Después, llegó la era dorada de la transmisión de radiodifusión en los años 50 [5] con las emisiones de televisión analógica que consumían más ancho de banda pero proporcionaban una rica experiencia al cliente. A medida que los ordenadores se hacían más pequeños y potentes, llegando a los años 60, empezaron a ser útiles como medio de comunicación para largas distancias, utilizando tanto la conectividad por cable a través de ARPANET[6] (que luego se convirtió en Internet) como la inalámbrica por satélite ALOHANET[7].

En esta época también surgieron los teléfonos móviles[8], que permitían a los usuarios establecer comunicaciones de voz inalámbricas desde cualquier lugar público o vehículo, aunque los móviles originales eran difíciles de manejar y de viajar, dado su volumen y peso. En la actualidad, muchos teléfonos modernos son casi ordenadores portátiles, que proporcionan acceso tanto a las redes celulares como a Internet, y logran comunicaciones inalámbricas a velocidades inimaginables hace una generación.

Al continuo progreso en las comunicaciones, le sigue la llegada de las WLAN (Redes de Área Local Inalámbricas) que se originaron en 1985 controladas por la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC). Este organismo agrupó el espectro no licenciado en tres regiones diferentes para su uso en las siguientes aplicaciones Industria (902-928 MHz), Ciencia (2400-2483,5 MHz) y Medicina (5725-5850 MHz)[9]. Sin embargo, la norma original del IEEE para las WLAN no se publicó hasta 1997[10]. Aprovechando estas libertades en el espectro, proliferaron protocolos como el WiFi y el Bluetooth, que hoy son parte vital de cualquier red corporativa.

A pesar del crecimiento alcanzado por múltiples tecnologías, una cuestión interesante y potencialmente problemática común a todos los dispositivos mencionados es que sus radios y protocolos se basan principalmente en el hardware.