SDR de los pies a la cabeza

Las siglas SDR son un acrónimo de "Software Defined Radio", es decir: radio definida por software.

El proceso de digitalización de las radios no es nuevo y yá comenzó cuando se las dotó de circuitos que podían controlarse remotamente a través de comunicaciones. Este primer paso, si bien podía permitir cambiar remotamente la frecuencia o el modo de recepción, era una mera sustitución de algunos de los componentes mecánicos de control por componentes controlables electrónicamente. En realidad, la tecnología de la radio en sí cambiaba poco o nada. El recorrido de la señal desde la antena al altavoz y desde el micrófono a la antena no sufría cambios en estos equipos respecto a sus predecesores.

Aprovechando las ventajas que oferecía el proceso digital de señales, en algunos equipos avanzados se sustituyó parte del proceso de audio por digital. Con anterioridad estos procesos se colocaron en dispositivos externos a la radio. EL proceso de la señal de audio es de los más simples en una radio, ya que el ancho de banda y las frecuencias de las señales tratadas se sitúan en valores muy bajos. Esto ya comienza a presentar uno de los aspectos que definen una SDR: Es posible alterar mediante el software en estos procesadores el comportamiento de los mismos. Filtros, compresores, vox... y otros procesos de audio se pueden modificar simplemente cambiando un software.

A medida que la frecuencia de trabajo de los componentes de proceso digital aumenta, se pueden hacer más y más cosas con ellos. En el siguiente paso de integración de proceso digital en radio, se incluye como parte de éste la generación y demodulación de los diferentes modos. Así, incorporar a un transceptor un modo poco habitual DSB (Dual Side Band) no sólo es factible sino que se convierte en una simple cuestión de software. Y si se quiere añadir un modo de voz digital, como el AMBE propuesto en el clásico artículo "Practical HF Digital Voice" de Charles Brain y Andy Talbot (G4GUO y G4JNT) sólo es cuestión de modificar el software.

Ni que decir tiene que el elemento que ejecuta el software debe disponer de la potencia suficiente para ejecutar todos los algoritmos necesarios en tiempo real. Podemos pensar ya, que puesto que podemos procesar la señal de cualquier modo, ya tenemos todos los modos, pero no es así. Esta estructura funciona con la señal obtenida/generada sobre una frecuencia intermedia cuyo ancho de banda está prefijado por el resto de la radio, la parte analógica. Si este ancho de banda es de, pongamos, 3KHz, no se podrá construir un modulador o un demodulador efectivo de modulación DRM (Digital Radio Mondiale) que ocupa entre 4,5 y 10 KHz. Peor aún sería la situación si se quiere emplear un modo Spread Spectrum basado en saltos rápidos de frecuencia.

Una radio SDR debe cubrir TODOS los aspectos necesarios mediante software y dentro de su ancho de banda. Así, si se trata de una radio de HF, debe ser capaz de reconfigurarse completamente mediante software y el único modo es que TODA su circuitería -excepto la de transición entre medios analógicos y digitales- sea digital.

El siguiente paso es el que está afrontando la tecnología en este momento: La conversión directa al mundo digital o la generación directa de señales a frecuencias de decenas de MHz. Para proceder a este asalto se precisa disponer de convertidores analógico/digitales con velocidades de muestreo adecuadas y resolución suficiente. La segunda parte precisa el empleo de componentes de proceso digital capaces de funcionar a la velocidad de estas frecuencias de muestreo. Ambas necesidades se pueden satisfacer con los componentes actuales.

Aunque ya existen equipos que funcionan de este modo, es un momento de intensos estudios y debates. La tecnología analógica se ha desarrollado durante décadas por lo que está muy madura, mientras que la tecnología digital en este campo acaba de llegar. ¿Se impondrá la tecnología digital?. Debe decir que YA se ha impuesto. Prácticamente todos los equipos de comunicación digital, tales como teléfonos móviles y estaciones base para los mismos, TDT, TETRA y otros ya se basan en buena parte en proceso digital. Así convertir una estación móvil de telefonía desde 3G hasta 4G es una cuestión de... ¡software!

En este punto nos encontramos con lo que yo considero una verdadera SDR: Conversión analógico a digital lo más próxima posible a la antena y conversión digital a analógico -si es necesaria- lo más próxima posible a la oreja. Si todos los componentes intermedios son digitales todos pueden ser reprogramables y la construcción de una radio "a medida" será cada vez más sólo cuestión de software. Una radio que es casi en su totalidad cálculo matemático.