Softwaredefineret radio (SDR) bliver fremtidens trådløse kommunika­tionsform. Det spår i hvert fald en stadigt voksende skare af forskere og virksomheder.

I al sin enkelthed betyder SDR, at man udskifter så stor en del af den fastmonterede hardware som muligt med software for at gøre enheden mere fleksibel. Dermed slipper for eksempel en mobilproducent for at lægge chips og protokoller til både 3G, GSM, wi-fi og GPS ind i telefonen.

Telefonen finder hen ad vejen selv ud af, hvad den har brug for, og gør plads til det i hukommelsen. Telefonen kan så selv indstille sig på den rette frekvens og downloade den nødvendige software løbende.

Målet er gnidningsløs roaming mellem netværk og en selvtænkende enhed, som ikke har unødvendige plads- og strømbesparende funktioner liggende.

Radioen kan det hele
»Visionen er at lave én radio, der kan alt, og så er det op til softwaren, hvad den skal gøre,« siger Business Unit Manager Claus Krohn Vesterholt fra it-virksomheden Gatehouse i Aalborg.

Han sidder i styregruppen i det knap to år gamle Center for Softwaredefined Radio (CSDR) på Aalborg Universitet. Centeret har til formål at binde forskning og erhvervsliv sammen om projekter, der udforsker og udvikler mulighederne i dette potentielt meget lukrative forretningsområde.

Claus Krohn Vesterholt forklarer, at udviklingen er godt på vej, men at der fortsat lægges mange funktionaliteter i hardware, som endnu ikke er klar til at blive flyttet til software.

»Mange enheder har fortsat specialudviklet hardware, som sætter sine begrænsninger, for eksempel hvad angår båndbredde. Ofte programmerer man sin DSP eller FPGA efter en given opgave som for eksempel at køre en specifik modulationsform,« siger han.

Gatehouse har det seneste års tid haft projekter kørende med CSDR og er specialister i kystovervågning og software til satellitkommunikation. Hvad angår udviklingen og synligheden af SDR, ser Gatehouse Forsvaret som en ideel samarbejdspartner.

»Forsvaret vil være en god reference, når vi skal have vores produkter med ud i verden. Vi er meget involveret i satellitkommunikation, som de militære kunder søger over mod, og som vi forventer, der vil blive en del SDR i,« siger han.

Global interesse for SDR
I international sammenhæng er interessen også stor. Den internationale teleunion ITU har SDR på agendaen til den næste store verdenskongres i 2011, og det er et tegn på, at der er ved at ske noget.

Den øgede opmærksomhed har dels fået standardiseringsråd til at nedsætte udvalg for at blive enige om specifikationerne til den nye radiotype, dels fået mobilselskaberne til at farte verden rundt for at være sikre på at være først med det nye.

»Det er stort, at SDR er kommet med på verdenskongressen. Så er der lys for enden af tunnelen. Der kommer ikke fuldt drøn på udviklingen, før man er blevet enige om på regionalt eller globalt plan, hvilke frekvenser der skal bruges,« funderer Steffen Ring, teknisk direktør i Motorola.

Her er udviklingen gået i gang på teststadiet.

Undgå at genere vennerne
Også Terma følger udviklingen af SDR og er i gang med at undersøge, hvornår det er en moden teknologi.

»Der er helt sikkert et marked for SDR, og vi er spændte på, om det er tid til at slippe markedet frit,« siger Chief Technology Officer Ole Mørk Lauridsen, Terma.

Ligesom Gatehouse er Terma interesseret i den militære brug i første omgang.

»Imellem Nato-landene er det vigtigt med kompatibilitet og samtidig at kunne operere, uden at andre opdager det. Med SDR kan man hele tiden downloade software, der ændrer frekvenser og protokoller automatisk, så fjenden ikke får mulighed for at opsnappe signalet.«

»Desuden må radioerne ikke genere de civile for meget, hvis man vil opfattes som venneland. Derfor er det vigtigt, at radioerne kan styre uden om de frekvenser, som lokalbefolkningen bruger til deres mobiltelefoner,« understreger Ole Mørk Lauridsen.

Processorerne først klar nu
At SDR ikke allerede er mere udbredt skyldes – foruden manglen på standarder – de sædvanlige problemer med plads og strømforbrug kontra ydelse. Og så er der selvfølgelig prisen, som stadig kan få de fleste til at skære tænder.

Der er simpelthen først kommet skub i udviklingen nu, da de digitale signalprocessorer er billige og kraftige nok til at arbejde med den krævende teknologi.

»Inden for mobiltelefoner og fladskærme falder priserne hurtigt, men det går ikke så hurtigt med forsvarsudstyr. Der bliver ikke lavet så mange enheder, så SDR slår nok først igennem på konsumentmarkedet,« vurderer Ole Mørk Lauridsen.

Dertil kommer behovet for at udvikle de matematiske metoder, som ved afvikling i software delvist kan kompensere for de fysiske begrænsninger, som en given antenne har i relation til resonans og udstrålingskarakteristik. Og så skal hele puslespillet gå op med antenne og konvertere.

»Vi begynder at se, at teknologien er så langt fremme, at man i dag kan gå ud og købe en hardwareplatform, som man kan realisere SDR-funktionaliteter på. Derfor består vores udfordring i at forstå, hvordan man konfigurerer hardwareplatformen, så den for eksempel bliver til en UMTS-radio,« siger Peter Koch, som er centerleder på Center for Softwaredefined Radio (CSDR).

»Vi kalder det jo godt nok softwaredefineret radio, men udfordringen er at finde ud af, hvad vi fortsat har mest fordel af at lægge i hardware. Funk­tionaliteter med en stor grad af beslutningstagen ville være bedst at lægge i software, mens almindelig udregning bedst kan betale sig i hardware. For eksempel kan det være en fordel at lave et skræddersyet hardware-kredsløb, som er tunet til at eksekvere en bestemt tidskrævende algoritme, men vi skal først finde ud af, hvor sutskoen trykker, før vi kan lave den rette inddeling,« siger Peter Koch.

Finder selv den bedste frekvens
Næste skridt bliver, at radioen kognitivt kan finde et ledigt spektrum, hvor der kan og må sendes. På den måde slipper radioen for at dele plads med andre, men kan finde en hurtig inderbane. Det kræver, at også frontenden er gearet til dette formål.

»Her er vi kun på forskningsstadiet, og det er en stor udfordring. Problemet består i at lave de dele, der sidder tæt ved antennen, og få tilstrækkelig båndbredde til at supportere og understøtte radiodækning i et større frekvensområde,« siger Peter Koch.

Også her er Terma med i udviklingen ved bl.a. at være med i de udvalg, der arbejder på standarder og håber på et kommende stort forretningsområde.

»For at batte noget skal SDR være kognitivt, og også her skal standarderne på plads. Med kognitiv radio kan man måske få fire-fem gange så meget ud af spektrummet, så det er vi meget interesserede i. Du har også den mulighed, at du løbende kan downloade software til din enhed, så den ikke behøver at have så meget software fra begyndelsen. Det bliver en forudsætning for, at vi kan udnytte radiofrekvenserne effektivt i fremtiden,« siger Ole Mørk Lauridsen.