1. 문제
SDR(Software Defined Radio)에 대해 설명하시오.
2. 답안
2.1 SDR(Software Defined Radio) 정의
SDR(Software Defined Radio, 소프트웨어 정의 라디오)은 무선 통신 시스템의 주요 기능(변조, 복조, 코딩, 필터링 등)을 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 구현하는 기술을 의미한다. 즉, 전통적인 무선 통신 시스템에서 하드웨어 칩이나 회로가 수행하던 역할을 소프트웨어가 대신하는 것이다.
SDR은 다양한 주파수 대역과 통신 방식을 하나의 장치에서 지원할 수 있어 유연성이 높으며, 새로운 통신 표준이 등장하더라도 하드웨어 교체 없이 소프트웨어 업데이트만으로 지원할 수 있다.
2.2 SDR의 주요 구성 요소
SDR은 크게 RF(무선 주파수) 하드웨어와 디지털 신호 처리(Signal Processing) 소프트웨어로 구성된다.
1) RF(무선 주파수) 프론트엔드
- 안테나(Antenna): 전자기파(무선 신호)를 수신 및 송신하는 역할
- RF 송수신기(Transceiver): 아날로그 신호를 수신하거나 송신
- ADC(Analog to Digital Converter, 아날로그-디지털 변환기): 아날로그 신호를 디지털로 변환
- DAC(Digital to Analog Converter, 디지털-아날로그 변환기): 디지털 신호를 아날로그로 변환
2) 디지털 신호 처리 및 소프트웨어
- FPGA(Field Programmable Gate Array): 하드웨어적으로 신호를 빠르게 처리
- DSP(Digital Signal Processor): 변조 및 복조 같은 신호 처리 수행
- 소프트웨어: 변조 방식 변경, 프로토콜 지원, 주파수 변경 등 소프트웨어적인 기능 수행
2.3 SDR의 주요 특징
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다양한 주파수 대역 지원
- 기존 무선 장치는 특정 주파수 대역에서만 동작하지만, SDR은 소프트웨어 조정을 통해 다양한 주파수에서 운용 가능
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유연한 변조 및 복조 방식 지원
- 소프트웨어 업그레이드만으로 다양한 변조 방식(AM, FM, QPSK, OFDM 등)과 통신 프로토콜을 적용 가능
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하드웨어 교체 없이 소프트웨어 업데이트만으로 기능 개선 가능
- 새로운 통신 규격이 나와도 하드웨어를 교체할 필요 없이 소프트웨어 업그레이드만으로 대응 가능
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다중 프로토콜 및 다중 모드 지원
- 하나의 장치에서 Wi-Fi, LTE, 5G, 블루투스 등 여러 가지 무선 통신 방식을 동시에 사용할 수 있음
2.4 SDR의 활용 분야
SDR은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다.
| 활용 분야 | 설명 |
|---|---|
| 군사/방위 | 다양한 주파수 대역에서 동작하는 다기능 무전기, 레이더 시스템 |
| 통신 | 이동통신 기지국, 위성 통신, IoT 네트워크 |
| 아마추어 라디오 | 연구 및 실험용 무선 통신 시스템 |
| 방송 | 디지털 라디오 및 TV 송출 시스템 |
| 신호 분석 | 스펙트럼 분석기, 전파 감시 시스템 |
2.5 SDR의 장점과 단점
✅ 장점
- 범용성: 하나의 장비로 여러 가지 무선 통신 기술 지원
- 업그레이드 용이: 소프트웨어 업데이트만으로 기능 확장 가능
- 비용 절감: 하드웨어 교체 없이 유지보수 가능
- 재구성 가능: FPGA와 소프트웨어를 활용하여 다양한 신호 처리 가능
❌ 단점
- 고성능 하드웨어 필요: ADC/DAC 및 DSP 성능이 높아야 함
- 지연(latency): 소프트웨어 처리 과정에서 지연이 발생할 수 있음
- 전력 소모: 소프트웨어 기반 처리로 인해 전력 소비가 높아질 수 있음
3. 어린이 버전 설명
📡 SDR이 뭐야?
SDR은 마법의 무전기라고 생각하면 돼! 옛날 무전기는 정해진 주파수만 사용할 수 있었지만, SDR은 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)로 주파수를 바꾸고, 다른 통신 방식도 사용할 수 있어.
🔧 어떻게 작동해?
무전기에는 안테나가 있어서 전파를 받거나 보낼 수 있어. SDR에서는 받은 신호를 컴퓨터가 숫자로 바꿔서(디지털 변환) 분석하고, 다시 신호로 바꿔서 보낼 수도 있어.
📡 어디에 쓰일까?
- 군인들이 다양한 나라의 통신을 듣거나 보낼 때
- 핸드폰 기지국에서 여러 사람이 통화할 때
- 우주선이 지구랑 통신할 때
- 무선 인터넷(Wi-Fi)이 신호를 보내고 받을 때
SDR 덕분에 새로운 무선 기술이 나와도 무전기를 바꾸지 않고 프로그램만 업데이트하면 돼! 🚀
