软件无线电ppt复习题整理

第一章

1、理解常见无线电技术中的LNA技术,AGC技术，超外差接收技术和双工技术。

1)接收灵敏度影响因素:外部噪声、内部噪声和电路系统的非线性失真等

提高接收灵敏度的方法:在接收机前端增加一个射频放大器，并使其噪声系数尽可能小，一般采用低噪声放大器

2)为使接收机输出信号的强度相对稳定，接收机的增益就应随着输入信号强度的大小自动调整，这一技术即为自动增益控制

3)超外差技术：通过混频器本振频率fL和选频滤波器中心频率f0= fRF同步改变来实现中频频率fIF固定不变。(中频频率fIF是射频频率和本振频率差拍的结果)

4)常见的收/发双工技术：时分双工、频分双工和环形器双工

2、无线模拟通信系统、无线数字通信系统、数字无线电技术比较、软件无线电比较。

除调制/解调外，无线数字通信系统与无线模拟通信系统相同无线数字通信系统与无线模拟通信系统的根本区别：

（1）信源的数字化；（2）调制/解调:传输信道中其它各环节仍相同，如信道分离、混频和滤波等，但模拟信道技术结构复杂、集成度低、体积功耗大，运用不灵活。模拟无线电技术中，信号处理大多采用实信号处理技术，而数字无线电则多采用复信号处理技术，即采用正交双通道技术

3、实现正交双通道的关键。

实现正交双通道的关键有两个 1）需要产生两个正交本振 2）需要严格保证两通道的幅度平衡，若上述条件无法满足，则会产生镜像信号，造成镜像干扰4、硬件无线电与软件无线电的主要区别。

硬件无线电是指无线电设备的功能由硬件结构确定，系统的工作很少或没有软件参与，在功能上是固定的。软件无线电技术可以多频带/多模式/多功能工作，具有可重编程、可重配置能力。模拟无线电和数字无线电都属于硬件无线电；数字无线电+软件无线电和重配置技术构成软件无线电。

5、数字无线电常见结构。

据A/D转换在数字无线电系统中所处的位置分类：零中频数字基带的结构：中频频率为零，不存在一般超外差接收机中的镜频干扰问题；超外差式数字基带的结构：中频频率固定；超外差式数字中频的结构：中频频率固定

6、软件无线电的定义、特点及软件无线电的中心思想。

软件无线电的定义：软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成基本平台，并通过软件加载实现各种无线电功能的一种开放式体系结构。特

点：功能的灵活性、结构的开放性、成本的集中性。可以多频带/多模式/多功能工作、具有可重编程、可重配置能力。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以实现具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。

7、软件无线电的分级。

第0级：数字硬件无线电（基本不可改变）第1级：软件控制无线电（可以改变一些功能，例如功率水平和互连方式不能改变像频带或调制方式这样的特征参量）第2级：软件定义无线电（使用软件对调制、宽/窄带、安全、波形产生和检测进行控制，但通常受到频率的约束。通常模数和数模变换只能在中频及以后出现）第3级：理想的软件无线电（它完全可编程，直接在射频前端进行模数和数模变换，消除了大部分模拟部件，降低了失真和噪声）第4级：终极软件无线电（完全可编程，无外置天线，不受运行频率和带宽的限制，能快速实现空中接口的检测和转换）基于盲源分离总结：随级别的提高，系统的灵活性逐步提高，通常所说的软件无线电一般是指第2级和第3级

8、理想的软件无线电的组成结构。

结构的核心是：使模拟信号转换为数字信号的部分尽可能接近天线。

第二章

1、低通、带通采样定理及应用。

低通抽样定理：设有一个频率带限信号 x(t)，其频带限制在 ( 0, fh ) 之间，如果以不小于fs＝2fh 的采样速率对 x(t) 进行等间隔采样，得到时间离散的采样信号 x(n) ＝ x(nTs) （其中Ts＝1/fs称为采样间隔）,则原信号 x(t) 将被所得的采样值 x(n) 完全地确定。

带通采样定理：设一个频率带限信号 x(t)，其频带限制在（fL, fH)内，如果其

采样速率fs 满足：

式中，M 取能满足fs >= 2(fH - fL) =2B 的最大整数 (0, 1, 2, …) ，则用fs 进行等间隔采样所得到的信号采样值 x(nTs) 能准确的确定原信号x(t)。

2、软件无线电中的几种常用ADC及其特点和适用范围。

逐次逼近式、并行比较式、子区式可以获得较高的采样速度，可用于软件无线电系统。逐次逼近式ADC结构简单但速度不能很高，并行比较式ADC速度高但结构复杂，引入子区式ADC →结构相对简单而且速度又较高

3、ADC的各种性能指标，SNR和ENOB的计算，过采样处理增益的概念和过采样时SNR的计算。

1）分辨率：ADC所能分辨的输入模拟量的最小值2）转换时间和采样速率3）转换误差4）量化信噪比 5）孔径误差 6）无杂散动态范围 7）有效转换位数

4、SNR和SFNR的比较。

SFDR与SNR之间的区别：SFDR表征的是A/D转换输出信号与它的最大杂散分量之间的相对功率关系，SFDR与它的杂散是相关的；SNR反映的是信号与噪声相对功率关系，信号与噪声是不相关的

5、软件无线电中的几种常用DAC及特点，阶梯重构的概念。

D/A转换器的主要电路形式有： 1）权电阻网络D/A转换器（电阻加权型）：权电阻的排列顺序和权值的排列顺序相反。权电阻网络D/A转换器的特点：①优点：结构简单，电阻元件数较少，转换速度较快；②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂，不利于转换精度的控制和电路的集成。 2）R-2R倒T型电阻网络D/A 转换器（综合加权型）：整个网络的等效输入电阻为R。倒T型电阻网络D/A 转换器的特点：①优点：电阻种类少，只有R和2R，提高了制造精度；而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换速度。②应用：它是目前集成D/A 转换器中转换速度较高且使用较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832，就是采用倒T型电阻网络。 3）权电流型D/A转换器(电流加权型)：在权电流式DAC 中，各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和压降的影响，这样降低了对开关电路的要求，提高了转换精度。与理想采样信号的重构相比，实际的输出一

是存在模数变换时引入的量化误差，二是输出模拟信号的时域波形不是连续变化的，而是阶梯变化的，因此 DAC的实际输出不再与理想的重构信号相同。实际DAC的输出重构也称为阶梯重构。

6、实际的软件无线电的系统可分为哪几种结构形式？相应的系统结构框图，特点。

射频低通采样结构-理想的软件无线电

射频带通采样结构，中频带通采样结构 -软件定义无线电（SDR）

1）基于射频低通采样结构软件无线电系统

系统特点：基于射频低通采样结构的软件无线电系统是一种理想的软件无线电系统。这种系统的输入、输出都是在射频上基于低通采样定理进行采样，因而具有最大的灵活性和全部的可编程性。

2）基于射频带通采样结构的软件无线电系统

系统特点：基于射频带通采样结构的软件无线电系统的射频输入是基于带通采样的，其射频输出仍然是基于低通采样的。由于射频带通采样只能同时处理一定频段的射频信号，系统对宽频段射频信号的覆盖需要通过模拟的电调谐带通滤波器分时来完成，从而降低了系统的灵活性和可编程性，其并行处理通道数也相对较少。但是这种结构所需的A/D转换器的转换速率要求降低，更容易获得实际的器件；输出数字信号的数据率也随之减少，因而也降低了对实时信号处理的要求。

3）基于中频带通采样结构的软件无线电系统

系统特点：基于中频带通采样结构的软件无线电系统的频带覆盖是由接收机的第一级本振频率的步进变化来分时完成，比射频带通采样更容易实现。这种结构所需的A/D和D/A转换器的转换速率要求都较低，输出数字信号的数据率减少，对数字信号处理速度的要求也降低，因此，这种结构的系统具有高的性价比。这种结构与中频数字无线电系统的结构比较类似，但其信号处理的方式差别较大。基于中频带通采样结构的软件无线电系统处理的都是多个信道的信号，因此其中频是宽带的，信道的分离以及信号的调制、解调等都由软件来完成。由于这种结构涉及的模拟电路最多，因此系统的可扩展性、灵活性和可编程性也最差。

7、主采样，盲区采样的概念，原理。

射频带通采样结构中，因受实际带通滤波器的影响，采样后的频段覆盖不再连续，需要采用另外的采样频率进行补偿，为了区别，称原来的采样为主采样，称补偿的采样为盲区采样。

第三章

1.采样率变换的作用。

降低 A/D 后的数据流速率，以及在发射信道，基带信号经调制后，提高信号的数据率；改善信噪比。多速率信号处理的目的就是在不使信号失真的前提下改变信号的采样率。减小信号的采样率以减少数据冗余的过程称为信号的抽取；增大信号的采样率以增加数据冗余的过程称为信号的内插。

2.抽取、内插的完整结构，其抗混叠滤波器截止频率。

要使频谱不混叠，抽取后的采样率fs2>=2fmax 在设计抗混叠的数字滤波器时，为了既保证有用信号的正常通过，又不使抽取后信号混叠，其带通截止频率一般应大于有用信号的最高频率，其阻带起始频率应小于抽取后采样率的一半。

内插：理想低通滤波器的截止频率应满足B≤/。

3.分数倍采样率变换的实现方法。

先内插，后抽取

4.降低滤波器运算量的方法。

纹波越小，过渡带越窄，采样率越高，则滤波器阶数越高。滤波器阶数越高，过渡带越窄，但运算量越大。——可以采用多相分解的方法降低运算量。抗混叠滤波器常用FIR滤波器，设其阶数为N,并将其分为D组（N为D的整数倍），则每组长度为L=N/D,这种分解称为多相分解。

5、N阶滤波器，fs采样率，D倍抽取（或I倍内插）时，是否采用多相滤波器与整个抽取（或内插）所需运算量（运算速率）的关系（会计算）。

采样率fs，信号频率fH, D倍抽取，Dmax?

由等效前的结构，输入数据x(n1)是逐一进入到每相滤波器的，对于每相滤波器，其阶数为L，D相滤波器所需复数乘加的次数为N=DL.运算量大。在多相滤波的等效结构（先抽取，后滤波）中，由于抽取在每相滤波之前，因此输入数据x(n1)是每隔D个进入到每相滤波器的。从各相滤波器数据输入的规律看， x(n1)是一个一个轮序进入到各相滤波器的，每隔D个循环一次。因此，对于每相滤波器，虽然其阶数仍为L,但其输入的数据量经抽取后下降了D倍，其复数乘加的次数为N/D. 与采用多相滤波的抽取系统一样，采用多相滤波的内插系统也可以等效为一个换向开关结构。因此，所需的运算速度由每秒Nfs次复数乘加降为每秒Nfs/I次复数乘加。相当于整个内插所需的运算量由N次复数乘加，降为N/I次复数乘加。

6、滤波器多级实现的好处，每级低通滤波器设计注意的问题

高倍内插系统的实现由单级实现变为多级实现后，滤波器的阶数大为减小。由于采样率变换的多级实现可以大大降低变换所需的运算量，因此在设计采样率变换系统时，其变换倍数应尽量选用易于分解的数（ D=D1D2 ， I=I1I2 ），并尽

量分解为多级结构，以最大程度地降低变换系统所需的运算量。

7、HB滤波器的主要特点和应用范围。为什么高效？

半带滤波器在除 n=0外的偶数点上的冲激响应系数都为0，运算量比一般FIR 滤波器减少一半。半带滤波器适合于D=2M内插或抽取。因为半带滤波器在除 n=0外的偶数点上的冲激响应系数都为0，半带滤波器的设计只要设计奇数序号的系数，且运算量比一般FIR滤波器减少一半。

8、积分梳状滤波器的主要特点和应用范围。为什么高效？

对于CIC滤波器，当信号带宽fc, CIC滤波器的级数Q及其通带纹波系数确定后，要使滤波器的通带性能越好，那么抽取的倍数D越小越好，信号的采样率fs应越大越好。

因此，CIC滤波器适宜于在抽取系统的第一级或内插系统的最后一级。综合CIC滤波器和半带滤波器，可实现 2M L倍抽取和内插的高效的采样率变换9、数字上变频器的系统结构，数字上变频结构在软件无线电系统中承担的任务。

下变频器的系统结构，数字下变频结构在软件无线电系统中承担的任务。

数字上变频器（DUC）的作用是将低采样率的数字基带信号转换为高采样率的数字射频/中频信号。因此在上变频前首先要对信号进行内插以提高信号的采样率。数字下变频器（DDC）的作用是将实数的数字中频信号转换为复数的数字基带信号，其正交性由数控振荡器输出的正交本振来保证。经下变频器后的数字基带信号一般都处于比较严重的过采样状态，因此在下变频一般都需要进行抽取处理。

第四章

1.画出信号调制通用模型并说明其基本原理

在软件无线电发射机中，信号调制是基于正交调制理论，其实现是通过数字上变频来完成的。正交调制要求输入的基带信号为正交信号，因此，数字化的调制信号需要根据不同的调制方式进行相应的正交处理。

2.画出信号解调通用模型并说明其基本原理

在软件无线电接收机中，信号的解调首先通过数字下变频完成信道分离、正交分解和采样率变换，得到基带的复信号，然后根据不同的调制方式，对基带信号进行相应的处理，从而解调出调制信号。

5.通信调制信号一般可以用正交调制的方法来实现，请分别给出对f(n)进行各种模拟调制（AM\DSB\SSB\FM\PM）、数字调制(2ASK\2FSK\2PSK)的同相分量、正交分量。

6.请分别给出正交解调时各种模拟调制（AM\DSB\SSB\FM\PM）、数字调制(2ASK\2FSK\2PSK)的同相分量、正交分量及输出 f(n) 的表达式。

7.载频失配对正交解调的影响情况

载频失配对幅度信息没有影响，AM,DSB,SSB,ASK等都具有较强的抗载频失配的

能力。

载频失配对相位信息有影响，PM,PSK等都不具有抗载频失配的能力。载频失配对频率信息的影响可视作叠加了一个由频差造成的直流分量，可通过均值运算，估计出频差，再消除，故频率调制也具有较强的抗载频失配的能力，如FM,FSK等。

第六章

1、软件无线电系统有哪几种硬件平台体系结构？各自的框图及特点。性能比较。按连接方式划分,可分为流水线结构、总线式结构、交换式结构和基于计算机和网络的结构。

1）流水线结构：包括天线、多频段射频（IF)转换、宽带ADC/DAC、DDC/DUC、数字信号处理器。流水式结构以流水线形式进行互联，与无线通信的信号流向一致，因此效率较高。优点如下：时延短、硬件简单实时性好、处理速率高缺点如下：各功能模块耦合相当紧密，独立性不高各模块间的接口一般都是面向特定要求设计，不存在统一和开放的接口标准，伸缩性和通用性较差。去除或调整某一模块，会导致总体结构的改变，就可能重新设计整个系统。其实，该结构是借鉴可编程数字无线电的结构，可以视作软件无线电结构的雏形。结论：该结构不能满足软件无线电的要求，很少被应用。2）总线式结构：各功能单元通过总线连接、并通过总线交换数据及控制命令。软件无线电的总线结构优点：结构简单，模块化程度高，具有很好的开放性、通用性和伸缩性，并且容易实现，功能扩展和系统升级方便缺点： 1.多个功能模块以时分复用的方式通过公共系统总线完成信号传输，时分特性会使带宽过窄和控制复杂，吞吐率低。 2.由于对总线性能提出了很高的要求，总线可能成为系统功能扩展的瓶颈，特别是在实时性要求高的通信系统。因此总线须具备高速率、能进行复杂控制、便于复杂控制和功能控制的能力。软件无线电的总线结构应具有以下特点： a) 支持多处理器系统：支持多DSP的并行处理数据运算量大，要求很高的处理速度，如果采用DSP，则目前单片DSP无法胜任，需多DSP并行处理。 b) 具有宽带高速的特性：为保证大量的数据传输，软件

无线电具有较高的数据传输和I/O口吞吐能力，总线传输速率超过500Mb/s，支持32-64位的数据和地址总线。c) 具有良好的机械和电磁特性总线总能在恶劣的通信环境下工作，保证一定的通信性能。 d) 需要复杂的控制机制，如采用分级总线或多总线方式

3）交换式结构

该平台采用适配器和交换网为各功能模块提供统一的数据通信能力，各个模块之间通过数据包来交换数据，即功能模块通过适配器来打包和解包，并通过交换网络交换数据。这种体系结构遵循相同的通信接口和协议，它们之间的耦合性弱。硬件平台中用PC机完成交换机的功能，功能板之间可以通过虚电路来进行通信。系统结构优点：效率高、带宽高以及通用性好可方便地实现数据的广播和选播并具有较好的吞吐量和实时性能。系统结构缺点：时延长、硬件复杂，不易实现和成本高该结构综合总线结构和流水线结构的优点，符合软件无线电的特点，因此具有很好的前途。

4）基于计算机和网络的结构

由可编程前端和并行计算机平台组成。可编程前端包括上/下变频、ADC/DAC、外围电路（数据总线和控制器）；并行计算机平台主要由网络连接构成的计算机群组成，充分利用计算机的数据处理能力，是该系统的关键部分。

该结构充分利用计算机的数据处理能力完成信号处理，为软件无线电平台提供了足够的性能，同时具有很好的可扩展和灵活性。该体系结构的优点： a) 计算机技术和网络技术成熟，只需要安装适配器和相关软件即可在现存的计算机上使用，该方案非常经济； b) 该系统是基于网络的，因此可以为现在出现的互联网络和与移动通信结合的趋势提供有力的支持，使无线网络更容易使容易与计算机网络融合； c) 这种结构的效率高、带宽高和通用性很好； d) 该系统比DSP－FPGA方案的软件化程度高、更灵活、更接近理想无线电。缺点：目前基于计算机实现软件无线电的技术还不够成熟，所以实现的系统和任务相比代价偏高，器件体积较大，不便利于应用到个人终端中去。

软件无线电发展现状

<<移动通信>.>>2002年第 4期 软件无线电发展现状 罗序梅信息产业部电子七所 1 前言 — 软件无线电是实现无线通信新体系结构的一种技术，在经过近几年的发展之后，其重要性和可 行性正逐步被越来越多的人所认识和接受。软件无线电技术的重要价值体现在：硬件只是作为 无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是通过软件来实现的，这就打破了长期以来设备的 通信功能实现仅仅依赖于硬件的发展格局。所以有人称，软件无线电技术的出现是通信领域继 固定到移动，模拟到数字之后的第三次革命。本文主要介绍全球软件无线电技术研究动态、对 实现软件无线电台至关重要的器件技术的发展以及软件无线电台商用前景。 2 全球软件无线电技术研究动态 软件无线电技术具有结构的开放性、软件的可编程性、硬件的可重构性以及功能和频段的… 多样性等特点，无论在军事还是在商用通信中都有着巨大的应用潜力。也正是因为这些独特的 优势，引发了全球对软件无线电技术的关注和研发热潮。除美国在 90年代初开始实施易通话计 划并成功地研制出多功能多频段电台外，欧洲、日本、中国等全球其它地区也纷纷开展了各自 的软件无线电技术项目。 欧洲委员会已将软件无线电技术列为重要的研发项目，大量与软件无线电技术相关的研究项目正在其 ACTS计划中进行。受潜在的商业利益所驱动，其研究重点集中在第三代标准上， 这包括 FIRST（灵活的综合无线电系统和技术）、FRAMES（未来无线电宽频段多址系统）和 · SORT等项目。前两个项目利用软件无线电台样机研究开发下一代无线接口。其中

FIRST项目 主要是评估实现软件重构空中接口的问题。目前最公开的工作集中在 RF结构最佳划分方法及 数字处理的实现上。 SORT主要是开展有关第三代系统（ UMTS）在地面和卫星接入方面的硬件 重构问题的研究，演示灵活而有效的软件可编程电台，实施该项目的目标是：

软件无线电技术论文

软件无线电技术 摘要：现行的面向具体用途来设计不同频段、不同制式的无线电通信电台及组网的思想已经远远不能满足现代无线电通信的实际需要，因此软件无线电系统及其技术，这种革新的通信理念与体制应运而生。文章对软件无线电技术的概念、功能和关键技术等进行了介绍，并阐述了软件无线电的应用和发展前景。 一．引言 软件无线电是近些年来随着微电子、信号处理、计算机等技术的高速发展应运而生的一种新的无线电技术。它最初起源于军事通信，是为了解决多军联合作战时通信互通互联问题而提出来的。经过这几年的迅速发展，软件无线电早已从军事领域的阶段逐步发展成为移动通信发展的基石，特别是第3、4代移动通信系统。个人移动通信系统已从第一代模拟蜂窝系统发展到第二代数字蜂窝系统（GMS、CDMA），目前正在向第三代移动通信系统发展，而且第四代移动通信技术也已经悄然问世。随着越来越大的通信需求，一方面使通信产品的生存周期缩短，开发费用上升；另一方面，新老体制共存，各种通信系统之间的互联变得更加复杂和困难、由于通信技术的迅猛发展，新的通信体制与标准不断提出，通信产品的生存周期减少，开发费用上升，导致以硬件为基础的传统通信体制无法适应新的局面；同时，不同体制互通的要求日趋强烈，并且随着通信业务的不断增长，无线频段资源变得越来越拥挤，对现有通信系统的频带利用率及抗干扰能力提出了更高的要求。但是沿着现有通信体制的发展，很难对频带重新规划。所以寻求一种既能满新一代通信系统需求，由能兼容老体制，而且更具有扩展能力的新的个人移动通信系统体系结构成为人们努力的方向。而软件无线电正好提供了解决这一问题的技术途径成为第三代移动通信系统研究的热点。 二．软件无线电的概念及特性 软件无线电技术将硬件、软件、无线技术有机地结合在一起，组成灵活多样的多功能系统。它的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，从通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势必要求减少功能单一的、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A转换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式

软件无线电(software radio)

概要 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。 软件无线电（software radio）在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统。简称SWR。理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电，并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。全部可编程包括可编程射频（RF）波段、信道接入方式和信道调制。 一般说来，SWR就是宽带模数及数模变换器（A/D及D/A）、大量专用/通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Proicesser，DSP）构成尽可能靠近射频天线的一个硬件平台。在硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线电的各种功能模块并将功能模块按需要组合成无线电系统。例如：利用宽带模数变换器（Analog Digital Converter，ADC），通过可编程数字滤波器对信道进行分离；利用数字信号处理技术在数字信号处理器（DSP）上通过软件编程实现频段（如短波、超短波等）的选择，完成信息的抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换，实现不同的信道调制方式及选择（如调幅、调频、单边带、跳频和扩频等），实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。 在目前的条件下可实现的软件无线电，称做软件定义的无线电（Software Defin ed Radio，SDR）。SDR被认为仅具有中频可编程数字接入能力。 发展历史无线电的技术演化过程是：由模拟电路发展到数字电路；由分立器件发展到集成器件；由小规模集成到超大规模集成器件；由固定集成器件到可编程器件；由单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能；由各自独立的专用硬件的实现发展到利用通用的硬件平台和个性的编程软件的实现。 20世纪70～80年代，无线电由模拟向数字全面发展，从无编程向可编程发展，由少可编程向中等可编程发展，出现了可编程数字无线电（PDR）。由于无线电系统，特别是移动通信系统的领域的扩大和技术复杂度的不断提高，投入的成本越来越大，硬件系统也越来越庞大。为了克服技术复杂度带来的问题和满足应用多样性的需求，特别是军事通信对宽带技术的需求，提出在通用硬件基础上利用不同软件编程的方法。20世纪80年代初开始的软件无线电的革命，将把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。 1992年5月在美国通信系统会议上，Jeseph Mitola（约瑟夫·米托拉）首次提出了“软件无线电”（Software Radio，SWR）的概念。1995年IEEE通信杂志（Comm unication Magazine）出版了软件无线电专集。当时，涉及软件无线电的计划有军用的SPEAKEASY（易通话），以及为第三代移动通信（3G）开发基于软件的空中接口计划，即灵活可互操作无线电系统与技术（FIRST）。

软件无线电.期末考试

1.什么是软件无线电？软件无线电的特点是什么？ 定义： 软件无线电是多频带无线电，它具有宽带的天线、射频转换、模/数转和数/模变换，能支持多个空中接口和协议，在理想状态下，所有方面（包括物理空中接口）都可以通过软件定义。 软件无线提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效并且相当经济的解决方案，可以通过软件升级实现功能提高 特点： 多频带/多模式/多功能（M3）工作：多频带是指软件无线电可以工作在很宽的频带范围内； 多模式是指软件无线电能够使用多种类型的空中接口，其调制方式、编码、帧结构、压缩算法、协议等可以选择；多功能是指采用相同的无线电设备用于不同的应用中。 具有可重配、重编程能力：可重配置是指系统的操作软件（包括程序、参数以及处理环境的软件方面）或硬件（处理环境的硬件方面）的改变。软件无线电采用多个软件模块在相同的系统上可实现不同的标准，只需要选择不同的模块运行就可实现系统的动态配置。所需要的模块可以通过空中接口或人工下载获得并升级。 功能的灵活性：软件无线电的功能由软件决定的，软件模块可以通过空中接口或人工下载的方式获得，以增加或改变其无线电功能，因此其功能的使用和配置非常方便、灵活。 结构的开放性：软件无线电的结构分为硬件和软件两大部分。这两大部分都具有模块化和标准化的特点，是一种开放式的体系结构，使得研制、生产和使用各环节可以共享已有成果，共同推进软件无线电技术的发展。 2.无线电技术经历了或正在经历哪几个阶段？各有什么特征？ 第0级：数字硬件无线电。系统不能做任何修改，系统操作由开关、拨号盘和按钮等来完成。 第1级：软件控制无线电。系统通过软件实现控制功能，但是在不改变硬件的条件下，软件控制无线电设备是不能改变像频带或调制方式这样的特征参量的。 第2级：软件定义无线电。系统使用软件对调制、宽/窄带、安全、波形产生和检测等方面的具体应用技术和参数进行控制，不需要对硬件做任何修改，但通常收到频带的约束，依然存在模拟部分，比如还有射频或中频电路。尽管前端的带宽是个限制因素，但由于SDR 能够提供宽带和窄带两种操作中的多种调制技术，因为利用软件可以控制相当宽的频带范围。SDR能够存储大量的波形或空间接口，并可以通过软件下载来添加新的内容。 第3级：（理想的）软件无线电。系统完全可以编程，在接收端或发射端无需任何下变频或上变频转换，将天线前段的输入/输出直接接入ADC/DAC，消除了大部分模拟部件，从而降低了失真和噪声，但仍然受到一定的频率约束。 第4级：终极软件无线电。这种软件无线电没有外置天线、运行频率或带宽的限制，完全可编程，同时支持广泛的频率和功能，能够快速实现空中接口的检测和转换。 3.为什么软件无线电一定要采用“硬件通用化”的设计准则？在软件无线电中是如何 体现“硬件通用化”这一设计思路的？ 体系结构：为了让软件和硬件下的用户独立，是系统功能软件化的前提。 设备生产商：满足设计指标，使生产专业化、批量化，提高生茶效率，降低生产成本。 运营商：降低维护成本，维护难度，建设成本。 硬件开发商：继承性，重用性更好。从而减少重复劳动提高研发效率 消费者：减少重复投资 4.你是如何理解软件无线电“功能软件化”这一本质特征的？为什么软件无线电的功 能可以采用软件来实现？

软件无线电技术

第四代移动通信技术之软件无线电技术 【摘要】软件无线电是目前无线通信领域在固定至移动、模拟至数字之后的最新革命，其正朝着产业化、全球化的方向发展，将在4G系统中得到广泛应用。本文主要研究软件无线电技术对通信传输的改善以及4G系统中软件无线技术的应用特点等。 一、引言 软件无线电提供了一条满足未来个人通信需要的思路。软件无线电突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性，强调以开放性的最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置不同的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。 图一、软件无线电原理框图 1 二、简介 软件无线电(SWR)技术是近年来提出的一种实现无线通信的新的体系结构，它的基本概念是把硬件作为无线通信的基本平台，而把尽可能多的无线通信及个人通信功能用软件实现。 1、WLAN与蓝牙融入广域网 近年来各国都在积极进行4G的技术研究，从欧盟的WINNER项目到我国的“FuTURE计划”都是直接面向4G的研究。 日本对4G技术的研究在全球范围内一直处于领先地位，早在2004年，运营商NTTdocomo就进行了1Gbit/s传输速率的试验。目前还没有4G的确切定义，但比较认同的解释是：4G采用全数字技术，支持分组交换，将WLAN、蓝牙技术等局域网技术融入广域网中，具有非对称的和超过100Mbit/s的数据传输能力，同时，因为采用高度分散的IP网络结构，使得终端具有智能和可扩展性。

软件无线电的兴起_特点及其关键技术

软件无线电的兴起、特点及其关键技术 Ξ 查光明　倪成凯　孙科维 (电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,610054) 摘　要　回溯了软件无线电的起源动因和发展过程,讨论了软件无线电的主要特点和应用领域,重点介绍了软件无线电实现的关键技术与器件,认为世界第三次电子技术革命将是软件无线电技术. 关键词　软件无线电;移动通信;互连;互通;互操作【中图分类号】T N914,T N92915 【文献标识码】A 【文章编号】1005—7188(2003)03-0137-05 1　软件无线电的起源 1.1　软件无线电源于军事通信的需求 软件无线电(S oftware Radio )这个术语,最早是 美军为了解决海湾战争中,多国部队各军兵种进行联合作战时,所遇到的互联互通互操作(简称“三互”)问题,而提出来的.以往美军的军事通信装备无论是工作频段、通信体制、信息传输格式等方面,在陆、海、空三军都是各自为政,互不兼容.导致在联合作战时各军兵种间无法进行快速沟通、互传信息情报,结果仅是名义上的联合作战,而实际上只是各军兵种的简单参战,形成不了真正意义上的“联合”作战.就工作频段而言,陆军主要工作在30MH z ～88MH z ,空军主要工作在108MH z ～176MH z ,而海军和海航在225～400MH z 以及三军共用的短波2MH z ～30MH z 频段.陆、海、空三军上述频段的简单划分,虽然解决了三军间的相互干扰问题,但三军联合作战时互联、互通、互操作问题显然难于解决.通过海湾战争,充分暴露了军事通信互通性差、反应速度慢、带宽太窄、速率太低等一系列影响联合作战的关键技术问题.在1992年5月美国通信体系会议上,Joseph Mi 2tola 首次提出软件无线电(SWR.S oftware radio )概念.1995年IEEE C ommunication Magazine 出版了软件无线电专集.同年美国防部高级研究局(DARPA )提出了SPE AK easy 计划,又称“易通话”计划.该计划的最终目标是开发一种能适应联合作战的三军统一的多频段、多模式、多功能电台,即M BM MR (Multi -Band Multi -M ode Radio )电台.“易通话”计划分三个阶段 来实施,第一阶段(SPE AK easy Ⅰ )主要完成预研和需求分析;第二阶段(SPE AK easy Ⅱ )则完成模型样机的开发,并进行靶场演示验证;第三阶段(SPE AK easy Ⅲ)则进入装备研制和采购.目前正处于第三阶段,并开发满足三军装备需求的多频段多模式联合战术无线电系统(J TRS ),计划于2004年装备部队(计划执行进程如表1所示). 据美军称,一旦J TRS 电台开发成功,若未经特许,任何军兵种不得采购其他体制的电台,也就是说J TRS 电台将成为未来美军三军互联互通的主要战术通信装备.美军的这一行动从军用需求方面大大推动了M BM MR 电台的开发进程,也有力促进了软件无线电技术的迅猛发展.1.2　民用移动通信网络需求是软件无线电发展的 巨大驱动力 民用移动通信的需求是软件无线电技术进步与发展的巨大驱动力.移动通信经历了第一代(1G )模拟系统,第二代(2G )数字系统(G S M 和基于IS -95的C DMA ),直至目前第三代(3G )个人通信系统开发研制.无论是用户,还是运营商,都希望建立一个全球统一的标准来实现无缝隙覆盖通信体系.国际电联(IT U )在第三代移动通信体制标准制订过程中,世界各国政府和各大集团公司提交多种提案,经国际同行专家们多次考评、论证、反复协调后仍保留了三种基本提案,即确定了美国的C DMA -2000、欧洲的W -C DMA 、中国的T D -SC DMA.而下一代(3G 或4G )移动通信网络的需求将是:多频段、多模式、多功能、多媒体的模块化体系,要求模块即插即用.软件无线电(SWR )技术领域的发展能满足新一代移动网络的这些需求.当软件无线电在军事通信中得到 7 31Ξ 收稿日期:2003-02-21 基金项目:中国人民解放军总装备部某军用保密型号项目. 作者简介:查光明(1936～),男,云南玉溪人,教授,博士生导师.曾任电子部移动通信专家组成员,邮电部移动通信专家组成员,国家计委移动通信工程中心专家评审组副组长,主要从事移动通信与扩跳频通信技术研究. 第12卷第3期 2003年7月 云南民族大学学报(自然科学版) Journal of Y unnan University for Nationalities (Natural Sciences Edition )V ol.12,NO.3Jul.2003

软件无线电技术简介及特点应用

软件无线电技术简介及特点应用 发表时间：2019-09-10T10:31:29.547Z 来源：《科学与技术》2019年第08期作者：刘建新[导读] 软件无线电技术的出现是通信领域继摸拟通信到数字通信，固定通信到移动通信之后第三次革命。 海南三亚92823部队 软件无线电技术，顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的"纯硬件电路"的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于:传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是由软件来实现，打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域继摸拟通信到数字通信，固定通信到移动通信之后第三次革命。 1.起源 软件无线电最初起源于军事通信。军用电台一般是根据某种特定用途设计的，功能单一。虽然有些电台基本结构相似，但其信号特点差异很大，例如工作频段、调制方式、波形结构、通信协议、编码方式或加密方式不同。这些差异极大地限制了不同电台之间的互通性，给协同作战带来困难。同样，民用通信也存在互通性问题，如现有移动通信系统的制式、频率各不相同，不能互通和兼容，给人们从事跨国经商、旅游等活动带来极大不便。为解决无线通信的互通性问题，各国军方进行了积极探索。完整的软件无线电 (Software Definition Radio)概念和结构体系是由美国的Joe.Mitola首次于1992年5月明确提出的。其基本思想是 :将宽带A/D 变换尽可能地靠近射频天线 ,即尽可能早地将接收到的模拟信号数字化 ,最大程度地通过软件来实现电台的各种功能。通过运行不同的算法 ,软件无线电可以实时地配置信号波形 ,使其能够提供各种语音编码、信道调制、载波频率、加密算法等无线电通信业务。软件无线电台不仅可与现有的其它电台进行通信 ,还能在两种不同的电台系统间充当“无线电网关”的作用 ,使两者能够互通互连。 软件无线电充分利用嵌入通信设备里的单片微机和专用芯片的可编程能力 ,提供一种通用的无线电台硬件平台 ,这样既能保持无线电台硬件结构的简单化 ,又能解决由于拥有电台类型、性能不同带来的无线电联系的困难。 2.软件无线电台的功能结构 图1给出了典型的软件无线电系统的结构简图 ,包括天线、多频段射频变换器、含有A/D 和D/A变换器的芯片以及片上通用处理器和存储器等部件 ,可以有效地实现无线电台功能及其所需的接口功能。 其关键思想以及与传统结构的主要区别在于 : (1)将A/D 和D/A向RF端靠近 ,由基带到中频对整个系统频带进行采样。 (2)用高速DSP/CPU代替传统的专用数字电路与低速DSP/CPU做A/D 后的一系列处理。A/D 和D/A移向RF端只为软件无线电的实现提供了必不可少的条件 ,而真正关键的步骤是采用通用的可编程能力强的器件 (DSP和CPU等 )代替专用的数字电路 ,由此带来的一系列好处才是软件无线电的真正目的所在。 典型的软件无线电台的工作模块主要包括实时信道处理、环境管理以及在线和离线的软件工具三部分。 1)实时信道处理 实时信道处理包括天线、射频变换、A/D 和D/A变换器、中频处理、基带与比特流处理及信源编码。其中射频变换包括输出功率的产生、前置放大、射频信号变换为标准中频或由标准中频变换为射频信号 ,以适应宽带A/D和D/A变换。中频处理部分变换调制基带和中频之间的发射和接收信号。比特流部分数字复用由多个用户产生的信源编码比特流 ,而且相反的使它们成帧或多路分解。还提供信令、控制和操作、管理和维护功能。实时信道处理部分最合适的结构是多指令多数据 (MIMD)多处理器的结构 ,即将多处理器组成一个流水线 ,来实现模块分配给内部连接在一起的各个处理器的不同的功能序列。 2)环境管理 在准实时环境管理模块中持续地使用频率、时间和空间特征来表征无线电环境 ,这些特征包括信道识别和估计其它参数。环境管理模块使用操作的块结构很容易用一台MIMD并行处理器来实现。这种高度的并行环境管理模块和流水线工作方式的实时信道处理模块之间的接口必须使环境管理的参数和信道处理模块同步。 3)在线和离线的软件工具

软件无线电技术简介(精)

软件无线电技术简介 软件无线电技术,顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于:传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台,而许多的通信功能则是由软件来实现,打破了有史以来设备的通信功能的实.. 软件无线电技术,顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于:传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台,而许多的通信功能则是由软件来实现,打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信,摸拟通信到数字通信之后第三次革命, 软件无线电的基本思想就是将宽带模数变换器(A/D及数模变换器(D/A尽可能 地靠近射频天线,建立一个具有“A/D-DSP-D/A”模型的通用的、开放的硬件平台,在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各种功能模块。如使用宽带ADC通过可编程数字滤波器对信道进行分离;使用数字信号处理器(DSP技术,通过软件编程来实现各种通信频段的选择,如HF、VHF、UHF和SHF等;通过软件编程来完成传送信息抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换,以实现射频电台的收发功能;通过软件编程实现不同的信道调制方式的选择,如调幅、调频、单边带、数据、跳频和扩频等;通过软件编程实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。 DSP技术是软件无线电手机的基础。目前尽管低功耗DSP、超强功能DSP发展迅速,但DSP在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电发展的关键。DSP的另一研究内容就是软件,软件是软件无线电技术的核心。在目前DSP不能满足软件无线电设计要求的情况下,开发DSP的数字信号处理软件应是软件无线电技术的主攻方向。这其中包括各种FFT算法,调制解调、信源编码、信号编码等各种通信软件,也包括方式控制、信号控制和数据交换软件。

软件无线电的主要原理及技术

软件无线电的主要原理及技术 嘉兆科技 本文主要介绍了软件无线电的概念、主要原理、关键技术及在生活中的广泛应用。它是以开放性、标准化、模块化、通用性、可扩展的硬件为平台，通过加载各种应用软件来实现不同用户，不同应用环境的不同需求，是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线电通信体系结构，是数字无线电的高级形式。首先介绍了软件无线电的理论基础，即带通采样理论，多速率处理信号技术，高效信号滤波，数字正交变换理论，这些都是软件无线电实现的理论基础，然后是其关键技术，宽带智能天线技术，A/D转换技术，数字上/下变频技术，数字信号处理部分，这些技术是实现软件无线电的关键和核心所在。最后，对其应用领域也进行了描述，指出其在个人移动通信，军事通信，电子站，雷达和信息加电中的巨大潜力。 软件无线电这个术语最早是美军为了解决海湾战争中多国部队各军种进行联合作战时遇到的互通互操作问题而提出的新概念。陆，海，空三军简单就工作频段来分，解决了互不干扰问题，但三军联合作战时互通，互联，互操作问题难以解决，于是1992年提出了软件无线电的最初设想，并于1995年美国国防高级研究计划局提出了SPEAKEASY计划，称之为易通话计划，其最终目的是开发一种能适应联合作战要求的三军统一的多频段，多模式电台，即MBMMR电台。进而实现联合战术无线电系统（简称JTRS），它是在MBMMR的基础上提出的一种战术通信系统。 软件无线电以开放性，标准化，模块化，通用性，可扩展的硬件为平台，通过加载各种应用软件来实现不同用户，不同应用环境的不同需求，实现各种无线电功能，选用不同软件可实现不同功能，软件可以升级更新，硬件也可像计算机升级换代，可称为超级计算机。它是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线电通信体系结构，是数字无线电的高级形式。 理想软件无线电的结构框图：

浅谈软件无线电技术及其应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/712635807.html, 浅谈软件无线电技术及其应用 作者：孙广东 来源：《价值工程》2011年第19期 Software Radio Technology and Its Application Sun Guangdong （Daqing Radio Monitoring Station，Daqing 163311，China） 摘要：软件无线电是将硬件作为无线通信的基本通用平台，用软件实现尽可能多的无线 通信功能。它被视为继模拟和数字技术后的又一次电子技术革命。未来理想的网络将是一个统一网络，这个网络会容纳多种协议与标准，将对各种传播环境与物理介质进行适应，还有更加开放的接口需要其来提供，所以软件无线电将会有更加广阔的发展前景。 Abstract: Software radio takes hardware as the basic common platform of wireless communications, and uses software to achieve wireless communications as much as possible. It is seen as another revolution in electronic technology following the analog and digital technology. Ideal future network will be a unified network which will accommodate a variety of protocols and standards, will adapt to the mass media and physical environment, as well as will provide a more open interface requires, so software radio will have a more broad development prospect. 关键词：软件无线电射频天线ＤＳＰ数字处理高性能总线技术 Key words: software radio；RF antenna；DSP digital processing；high-performance bus technology 中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0170-01 0引言 在1992年5月的美国电信系统会议中美国科学家Joe.Mitola首次对软件无线电（Software Radio）作了明确定义：将硬件作为无线通信的基本通用平台，用软件实现尽可能多的无线通 信功能其具有开放性、灵活性的特点，它采用的是模块化设计原则，其结构为开放的ISO/OSI 体系，同时它也可编程、可移植，支持多模式、高速率、宽频段的无线通信。 1软件无线电面临的技术挑战

软件无线电论文

软件无线电发展现状 摘要：现行的面向具体用途来设计不同频段，不同制式的无线电通信电台及组网的思想已经远远不能满足现代无线电通信的实际需要，因此软件无线电系统及其技术，这种革新的通信理念与体制应运而生，文章对软件无线电技术的起源、概念、功能等进行了介绍并阐述了软件无线电的应用和发展前景。。 一、引言 软件无线电是实现无线通信新体系结构的一种技术，在经过近几年的发展之后，其重要性和可行性正逐步被越来越多的人所认识和接受。软件无线电技术的重要价值体现在：硬件只是作为无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是通过软件来实现的，这就打破了长期以来设备的通信功能实现仅仅依赖于硬件的发展格局。所以有人称，软件无线电技术的出现是通信领域继固定到移动，模拟到数字之后的第三次革命。 二、软件无线电的起源 软件无线电(Software Radio) 这个术语,最早是美军为了解决海湾战争中,多国部队各军兵种进行联合作战时,所遇到的互联互通互操作(简称“三互”) 问题,而提出来的。军用电台一般是根据某种特定用途设计的，功能单一。虽然有些电台基本结构相似，但其信号特点差异很大，例如工作频段、调制方式、波形结构、通信协议、编码方式或加密方式不同。这些差异极大地限制了不同电台之间的互通性，给协同作战带来困难。同样，民用通

信也存在互通性问题，如现有移动通信系统的制式、频率各不相同，不能互通和兼容，给人们从事跨国经商、旅游等活动带来极大不便。为解决无线通信的互通性问题，各国军方进行了积极探索。1992年5月，在美国通信体系会议上，MITRE公司的JoeMitola 首次明确提出软件无线电的概念。 三、软件无线电概念 所谓软件无线电，就是说其通路的调制波形是由软件确定的，即软件无线电是一种用软件实现物理层连接的无线通信设计。软件无线电的核心是将宽带A/D、D/A尽可能靠近天线，用软件实现尽可能多的无线电功能；其中心思想是在一个标准化、模块化的通用硬件平台上，通过软件编程，实现一种具有多通路、多层次和多模式无线通信功能的开放式体系结构。应用软件无线电技术，一个移动终端可以在不同系统和平台间畅通无阻地使用。 软件无线电的基本结构 四、软件无线电的功能 实现系统的无线通信需要经过信号的发射，信号的信道传输与信号的接收3个过程。由于现在这种新型的软件无线电通信系统的信道接入、信道调制方式和信道的选址分配方式均可由系统终端