SDR The Last Frontier
Authors
Christensen, Jonas Ingerslev ; Casparsen, Andreas ; Panagiotis, Antoniou
Term
4. term
Education
Publication year
2021
Submitted on
2021-06-03
Pages
143
Abstract
Software-defined radio (SDR) is radio equipment where functions traditionally done in hardware are implemented in software. A new kind, a PCI-connected SDR (plugged directly into a computer’s PCIe slot), offers very low latency. This makes it feasible to run time-sensitive protocols like Bluetooth and Wi‑Fi that were previously hard to support on SDR due to high delay. This project investigates whether Bluetooth Low Energy (BLE) can run on a PCI-connected SDR while meeting BLE’s strict timing requirements. To test this, we built a proof of concept (PoC) using a modern PCI-connected SDR. We tuned the SDR for high-speed operation and used a third-party library as a foundation to implement the lower layers of the BLE protocol stack (the parts that handle radio signals and data framing). We adapted the library to our setup and implemented critical link layer functionality to handle different communication scenarios. The results show that the PoC can receive and respond within BLE’s required time windows. This demonstrates that PCI-connected SDRs can support BLE at the lower layers and provides a base on which additional BLE features can be added. The project also offers recommendations for expanding the PoC.
Softwaredefineret radio (SDR) er radioudstyr, hvor funktioner, der normalt ligger i hardware, i stedet udføres i software. En ny type, en PCI-tilsluttet SDR (indsat direkte i en computers PCIe-slot), giver meget lav forsinkelse (latens). Det gør det muligt at køre tidsfølsomme protokoller som Bluetooth og Wi‑Fi, som tidligere var svære at understøtte på SDR på grund af høj latens. Dette projekt undersøger, om Bluetooth Low Energy (BLE) kan køre på en PCI-tilsluttet SDR, samtidig med at BLE’s stramme tidskrav overholdes. For at teste det byggede vi en proof of concept (PoC) baseret på en moderne PCI-tilsluttet SDR. Vi finindstillede SDR’en for maksimal hastighed og brugte et tredjepartsbibliotek som grundlag for at implementere de nederste lag i BLE’s protokolstak (de dele, der håndterer radiosignaler og indramning af data). Biblioteket blev tilpasset til vores opsætning, og vi implementerede kritiske funktioner i linklaget for at håndtere forskellige kommunikationssituationer. Resultaterne viser, at PoC’en kan modtage og svare inden for BLE’s krævede tidsvinduer. Dermed demonstreres, at PCI-tilsluttede SDR’er kan understøtte BLE på de nederste lag og udgøre et fundament, som flere BLE-funktioner kan bygges ovenpå. Projektet giver også anbefalinger til, hvordan PoC’en kan udbygges.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]