Antes limitado pelos caros e lentos circuitos integrados, o rádio definido por software encontra nos processadores digitais de hoje um ambiente propício para mudar o cenário dos sistemas de comunicação via rádio.

Entende-se por SDR, Software Defined Radio, a utilização de softwares no processamento, na geração e na detecção de sinais de rádio transmitidos ou recebidos. Ou seja, a substituição dos tantos hardwares - responsáveis pela modulação, demodulação, filtragem das ondas de rádio - por softwares, capazes de execução em tempo real a partir de dispositivos hoje acessíveis, como um processador embarcado ou um computador pessoal. A ideia surgiu no Departamento de Defesa dos Estados Unidos com o propósito de integralizar o sistema de comunicações em um só aparelho adaptável, que trabalhasse em diferentes faixas. E com o grande e crescente número de usuários nas comunicações, assim como a necessidade de melhor qualidade de serviço, o SDR tem conquistado espaço no mercado por sua praticidade, custo e aplicabilidade.

O SDR por ter uma dependência menor dos aparelhos físicos, consegue se adaptar rapidamente às diferentes faixas de frequência por meio de configurações ou modificação do software em tempo real. Isso permite que ele seja implementado para sistemas como Bluetooth, GPS, WLAN etc. Em um futuro próximo, espera-se que essa tecnologia torne capaz a autoconfiguração de aparelhos celulares, por exemplo, quanto às diferentes faixas de frequências definidas por cada país. Outro ponto interessante é a velocidade que essa tecnologia se desenvolve. Defeitos ou erros podem ser eliminados apenas pela atualização do software, sem a exigência de desligar os aparelhos, interferindo menos no estado do usuário.

Fisicamente, o rádio definido por software pode ser representado conforme a imagem abaixo.

A partir das antenas o sinal é transmitido ou recebido. É possível ter apenas uma estação trabalhando em diferentes faixas de frequência simultaneamente, recebendo e/ou transmitido informações com uma – ou mais - antena acoplada. Há também placas filhas que farão a conexão entre as etapas de transmissão/receptação e processamento. A placa mãe, FPGA, Field-programmable gate array, tem a função de converter e processar os dados. Essas estruturas compõem um Universal Software Radio Peripheral (USRP). Todavia, além do USRP, aqui citado, é possível fazer o uso de outras arquiteturas na execução do SDR.

A implementação e desenvolvimento de códigos são feitos com o GNU Radio, por meio da programação de blocos em C++. Com as ferramentas de código aberto do GNU Radio, é possível criar filtros, moduladores, fontes, coletores ou fazer uso dos blocos que já existem. Dessa forma a melhoria da comunicação via rádio pode deixar a dependência relacionada às arquiteturas, passando a se desenvolver, majoritariamente, por meio de códigos e algoritmos de processamento digital.

As aplicações são muito amplas. Com SDR é possível construir bases de rádio astronomia, redes GSM, ou de comunicação interna para hospitais, por exemplo; também estações de rádio amador, rastreamento ou até mesmo estudar novos protocolos em diferentes faixas de frequência.

No Brasil, graças ao CTex, Centro Tecnológico do Exército, e ao CPqD, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento, foi produzido o primeiro protótipo de SRD no fim de 2013. Cabe aos atuais e futuros engenheiros o desenvolvimento de mais essa tecnologia para o aprimoramento das comunicações.

Agradeço  ao Professor Doutor Edmar Candeia Gurjão pela atenção, pelas sugestões e pelas informações dadas.

Para mais informações:

• Luiz Garcia Reis, A Barros, A.F, Introduction to the Software Defined Radio Approach, Latin America Transactions, IEEE, Vo l.10 ,No.1,115 6-1161,Jan 2012

• Primeiro módulo do protótipo de rádio definido por software é entregue ao Exército Brasileiro