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

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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

表1　联合战术无线电系统计划表

年月主要发展

19979美国国防部副部长签署JT RS决策备忘录,启动JT RS计划,并要求成立一个美国联合项目办公室

19979五角大楼宣布美国陆军将永久领导J TRS的采办计划,美国空军担任该项目第一个三年的项目管理者

199711J TRS项目的作战需求文件(ORD)草稿

1997四季度联合需求监督委员会(JROC)确认联合任务需求报告(M NS)

1998一季度建立联合项目办公室

19982美国国防部长办公室宣布,2000年以后将不再批准任何不属于J TRS系列的无线电台采办1998二季度联合需求监督委员会(JROC)批准联合作战需求文件(ORD)

19986Raytheon公司获得价值550万美元宽带网络无线电台系统合同,该系统有助于定义J TRS 19987～8美国国防资源委员会命令陆军承担J TRS的所有预算投资

19989M otorola公司获得一个研制数字模块化无线电台(DMR)的合同,作为J TRS的前身199811Raytheon公司获得一个研制DMR的合同,作为J TRS的前身

199811美国国防部建议在今后六年给J TRS预算增加2.7亿美元

19992以波音公司为首的企业集团和美陆军签定了一个共同投资300万美元,进行J TRS系统的规划和设计的协议.(该企业集团包括波音公司\Harris公司、朗讯公司、RAC A L通信公司、Autometric 公司、R ockwell科学中心、Viasat公司、X etron公司)

19992模块化软件可编程无线电台集团(MSRC)获得价值150万美元的J TRS项目第一阶段合同. (MSRC包括Raytheon公司、ITT公司宇航通信部、R ockwell C ollins公司、M orconi宇航系统公司C NI部、R ooftop通信公司)

1999二季度开始J TRS功能结构研究

1999四季度选定结构定义

2000一季度进行结构演示/确认

2000一季度完成功能结构研究

2001一季度完成结构演示/确认

2001二季度研制成功数字模块化无线电台(M DR)

2000～2004部署可进行网络连接的宽频段联合战术无线电台(J T)

应用的同时,一些有远见的通信专家亦看好民用移动通信市场需求,1996年发起了M MITS论坛(模块化多功能信息变换系统),至1998年,G S M MOU的软件无线电版本提出了向3G演进可能性的论述. 1999年4月IEEE JS AC出版了关于软件无线电的选集.同年国际无线电科学家联合会,在日本举行了软件无线电会议.此后成立了软件无线电技术工作组,集中关注S DR(S oftware Defined radio)在3G实现的可能性.民用软件无线电的发展状况如图1所示.软件无线电(SWR)是指一种全部可编程的无线电技术.图1中C OTS Handset属于ASIC基带可编程,HF STR -2000是基带可编程短波数字通信系统.由ASIC 实现中频(IF)数字接入的蜂窝基站(SWR Cell Site),和由FPG A和DSP实现IF数字接入的SPE AK easy-Ⅱ,都属于S DR,代表国际软件无线电现阶段软化程度较高水平.Virtual Radio是灵活性更高的通信处理器来实现IF数字接入,代表目前S DR的最好水平.在天线后射频(RF)直接采样的数字化处理是未来理想软件无线电的目标.

由以上可见军事通信与民用移动通信市场需求是软件无线电技术进步与发展的推动力.是解决目前无线通信多标准、多模式兼容工作和互操作性,频率资源共享的最佳途径

.

2　软件无线电框架结构

按国际软件无线电软件化程度评判的四级标准,即零级(无可编程部件)、一级(基带可编程)、二级(中频IF可编程,含零中频方式)、三级(射频可编

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云南民族大学学报(自然科学版) 第12卷

程)的四级划分标准,我们给出二级,软件无线电体系结构的框架原理图,也就是军用SPE AK easy Ⅱ电

台的框架结构如图2所示

.

图中除天线、射频发射、接收模块未能实现可编程外,从中频(含零中频)至基带的全部数字信号处理过程,均由可编程和软件实现.其内容包括从中频采样后各种类型的信号调制、解调、解扩(DS )、解跳、同步、相关运算、滤波、信道编解码、语音、数据编译码、信道控制、电台功能控制、信息安全等均由可编程器件及软件完成.

3　软件无线电的主要特点

具有多频段、多功能通信能力和很强的灵活性.软件无线电可以通过增加软件模块,很容易地增加新的功能.它可以与其它任何体制电台实现空中接口进行不同制式间的通信,并可以作为其它电台的射频中继.还可通过无线加载来改变软件模块或更新软件.亦可以根据所需功能的强弱,取舍选择软件模块.降低系统成本,节约费用开支.

具有较强的开放性系统软件.软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构,其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展.软件也可以随需要而不断升级.软件无线电不仅能和新体制电台通信,还能与旧式体制电台相兼容.这样,既延长了旧体制通信系统的使用寿命,也保证了软件无线电本身有很长的生命周期.

支持网络的功能强,网络结构能灵活改变.

4　实现软件无线电的关键技术

4.1　多频段、多波束天线与宽带RF 信号处理

软件无线电的工作频率范围应尽可能地覆盖2～2800MH z.天线应该能覆盖10倍频程(如0.4～3G H z ),有两种选择方案:①对于每个系统和不同波段使用单独的天线;②采用多模式组合天线.此外,要求能高质量、低成本、大范围的接收射频信号,需

要在射频进行数字化处理.但就目前IC 芯片技术性能而言,在射频进行采样并数字化处理尚无实现的基础,故把采样与数字化处理放到中频进行,而从模拟射频发展为数字射频尚待较长期的努力.4.2　宽带A/D 变换器软件无线电的关键特征之一,就是使A/D 变换器尽可能靠近射频端,但目前的器件水平只能在中频对模拟信号进行采样(数字化),中频信号的带宽通常在十几兆到几十兆,这种数字化有别于一般工程中的模数变换,要求具有相当高的抽样频率、位数和一定的动态范围.根据采样定理,A/D 变换器的抽样频率fs 应大于2Wa (Wa 是被抽样信号的带宽).在实际中,由于A/D 变换器件的非线性、量化噪声、失真及接收机噪声等因素的影响,一般选取:fs >2.5Wa ,位数的选取需要满足一定的动态范围及数字部分处理精度的要求.就目前器件水平而言,要实现几十兆赫的带宽,必须采取多个A/D 和D/A 器件并联使用.

如前所述,软件无线电需要宽带、高频、高精度、高抽样频率、高动态范围的模数变换.由于芯片技术所限,目前还不能实现RF 数字化,而把数字化采样点放在中频末端.一般情况下,高精度的A/D 变换器,其抽样频率的最大值相对较低.4.3　高速数字信号处理

高速数字信号处理(DSP )阵列主要完成中频、基带信号处理、调制解调、比特流处理和编、解码等工作.如有跳频或扩频,还需要完成解扩(DS )与同步、解跳与FH 同步.考虑到扩频信号的扩频/解扩是相对独立的部分,采用可编程的专用芯片来完成,同时也能保持软件无线电系统的结构通用性和良好的适应性.

由于DSP 技术发展非常快,因此,上述各项功

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31第3期 查光明　倪成凯等:软件无线电的兴起、特点及其关键技术

能目前均可由DSP及可编程FPG A器件来完成,经宽带A/D变换后的数据流速率高达几十至上百兆比每秒,对数字中频信号进行滤波、变频等处理需要几百甚至上千兆次/每秒的运算资源和几十至几百兆比每秒的I/O速度.因此须采用高速并行的DSP 多处理器或专用集成电路,才能达到要求.

可编程模块主要由DSP,FPG A,FIR专用芯片、存储器、I/0接口组成,可实现x.25物理层中数据比特流的透明传输.按照不同的数据处理流程可将DSP模块的功能划分为:与终端的数据交换、自适应调制解调、信道环境分析和管理、自适应频率估计、选择和校正、SS B调制解调、频率交换等.可编程模块实现技术的关键是DSP及FPG A芯片的选择.目前在软件无线电技术中常用的商用32位DSP器件水平如表2所示.

表2　软件无线电技术中常用的商用32位DSP器件表型号制造商速度和时钟单片内容

ADSP21062ADI 40MF LOPS

120MIPS

40MH z

32K字节RAM

T MS320C32TI 40MF LOPS

20MIPS

40MH z

512字节RAM

T MS320C40TI 25MIPS

50MH z

2K字节

T MS320C80TI2G OPS12K字节

DSP96002摩托罗拉60MF LOPS

20MIPS

40MH z

2K字节程序

2×512字节数据RAM

DSP32C AT&T 25MF LOPS

12.5MIPS

50MH z

1.5K字节RAM

注:MF LOPS-兆次浮点运算/每秒;MIPS-兆条指令/每秒;G OPS-千兆次运算/每秒

5　应　用

近几年软件无线电技术在电子战方面的成功应用,使人们对它产生了浓厚的兴趣.由于软件无线电具有现有无线通信体制所不具备的许多优点,它有着广泛的应用前景.军用方面,软件无线电技术可实现各种军用电台的互连、互通、互操作;并可接入各种军用移动通信网.在民用方面,多频段、多模式移动电话通用手机、多频段多模式移动电话通用基站、无线局域网及通用网关等都是软件无线电的应用领域.它在现代通信及其产品中也有着广泛的发展前途。业内人士预测,软件无线电技术在2005年将会全面应用在3G或4G手机产品中,移动通信运营商也将借此推出专项服务.同时指出,软件无线电在通讯产业中的重要性,还由于它能提供多向无线连接环境,未来移动通信运营商推出新型服务后,用户无需更换手机,只需下载不同的程序即可,这就如同目前的PC产品上使用不同操作系统来满足不同应用一样.因此当软件无线电广泛应用在移动通信产业后,不仅可降低制造商、运营商和消费者的成本与负担,也可提供各种量身订做的应用服务。美国仁信科技公司总裁钱寿康表示,在以后3G时代,有线与无线网络将相互整合,使手机与数字电视、宽带网络、家电等通讯产品保持连接

,用户则可通过手机享受定位搜索、多媒体信息、个性化信息及移动网内与网外连接等服务.

此外,软件无线电在第三代移动通信系统得到了很大的应用,这方面研究工作开展得比较有特色的,一是欧共体的ACTS FIRST项目,另一是美国Rutgers大学进行的研究.

ACTS FIRST项目:

欧共体的ACTS FIRST项目的目标,是探讨将软件无线电技术应用于设计多波频段、多模式(可兼容W-C DMA,G S M,DCS1800)中可编程的手机的可能性,这种软件无线电手机的结构模型如图3所示.

目前取得的一个重要研究成果是,针对图3所示的模型已确定出各模块应满足的性能指标:

(1)天线:频率范围:100MH z～2.2G H z;增益: 0dBi;辐射方向:全向

(2)环行器:频率范围:100MH z～2.2G H z;隔离度:47.5dB;损耗:收发均为0dB

(3)A/D:分辨率:22位;转换速率:48MSPS(假定对输入信号进行带通采样,输入信号带宽为6MH z)全功率模拟输入带宽:2.2G H z

(4)DSP的处理能力:

对DSP处理能力的要求目前尚难确定,现在只掌握某些特定情况下的数据.在N okia的W-C DMA 的试验平台上,用几块C40构成的DSP板和少量的FPG A可完成中频和基带处理.

(5)D/A:分辨率:14位;转换速率:48MH z;输出带宽:2.2G H z

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云南民族大学学报(自然科学版) 第12卷

(6)射频功放:输出功率:峰值为1W;全功率带宽:2.2G H z;增益:31.5dB

第三代移动通信系统中,目前普遍看好的是宽带C D M A(W-C D M A)方案,Rutgers大学的研究侧重于将软件无线电技术应用于W-C D M A接收机.W-C D M A 体制能够提供高质量的多媒体业务,不同的多媒体业务对C D M A接收机的性能要求是不同的,而C D M A接收机的性能又与其多用户检测的性能密切相关的.目前提出的多用户检测算法,一般都是用计算复杂度的增加来获取性能的提高,由于软件无线电接收机的参数易于改变的特点,它可根据多媒体业务的要求动态地调用不同的多用户检测算法.限于目前DSP开发板的处理能力不够,这种接收机只能在中频和基带部分采用FPG A和DSP开发板实现,射频部分仍采用传统方法,至今尚未研制出样机.

随着无线网络的发展,各种无线电功能、组成和设计规范不断出现.特别是未来的无缝隙多模式网络,要求无线电终端和基站具有灵活的RF频信道接入方式,数据速率和应用功能.软件无线电可以通过灵活的应变能力提高多模式网络的业务质量.同时软件无线电结构简化了硬件组成,提供了能快速适应新出现的标准管理方式,无线电接入点、小区和无线数据骨干网等,这些基本设施可以通过安装新编程的软件满足不断变化的需求,而不用更换新的硬件设备.总之,任何一个希望接入多种无线电模式的使用者,都可能成为未来软件无线电系统的潜在用户.

6　结束语

软件无线电通过由软件编程实现通信功能的方式,来提高业务质量和信道接入灵活性.目前,软件无线电已进入了商用移动通信系统.但因器件性能的限制,软件无线电技术只能在移动通信系统的基带或中频处理部分得到较好的发挥.尽管目前数字信号处理器的运算能力远达不到软件无线电的要求,但是随着微电子技术的飞速发展,这些问题都应会得到圆满的解决.我们预测世界第三次电子技术革命将是软件无线电技术.

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The K ey T echnology and Characteristics of S oftware Radio

ZH A G uang2ming,NI Cheng2kai,S UN K e2wei

(School of C ommunication and Information Engineering,

University of E lectronic Science&T echnology of China,Chengdu,610054,China)

Abstract:The paper reviewed the genesis and development of s oftware radio.The s oftware radio’s characteristics and applications were discussed als o.Especially the authors introduced the key technologies of im plementing s oftware ra2 dio and anticipated that s oftware radio is im portant aspect of third electronic rev olution.

K ey w ords:s oftware radio,m obile communication,interconnect,intercommunication,interoperate

(责任编辑　高　飞)

141第3期 查光明　倪成凯等:软件无线电的兴起、特点及其关键技术

软件无线电原理与应用思考题

《软件无线电原理与应用》思考题 第1章 概述 1． 软件无线电的关键思想 答：A/D 、D/A 尽量靠近天线 a) 用软件来完成尽可能多的功能 2． 软件无线电与软件控制的数字无线电的区别 答：软件无线电摆脱了硬件的束缚，在结构通用和稳定的情况下具有多功能，便于改进升级、互联和兼容。而软件控制的数字无线电对硬件是一种依赖关系。 3． 软件无线电的基本结构 答：书上第5页 第2章 软件无线电理论基础 1． 采样频率(fs)、信号中心频率(fo)、处理带宽(B)及信号的最低频率(f L )、最高频率(f H )之间的关系，最 低采样频率满足的条件 答：带通采样解决信号为（f L ~f H ）上带限信号时，当f H 远远大于信号带宽B 时，若按奈奎斯特采样定理，其采样频率会很高，而采用带通信号则可以解决这一问题，其采样频率12n 4f 12n )f f (2f 0H L s +=++= ，n 取能满足2B f S ≥的最大正整数，B 2 12n f 0+=。 2． 频谱反折在什么情况下发生，盲采样频率的表达式 答：带通采样的结果是把位于（nB ，(n+1)B ）不同频带上的信号都用位于（0,B ）上相同的基带信号频谱来表示，在n 为奇数时，其频率对应关系是相对中心频率反折的，即奇数带上的高频分量对应基带上的低频分量，且低频高频对应高频分量。 盲区采样频率的表达式为： S Sm f 12n 22m f ++= m 取0，1，2，3……的盲区，当取n=m+1时，S Sm f )3 2m 11(f +-= 3． 画出抽取与内插的完整框图，所用滤波器带宽的选取，说明信号处理中为什么要采用抽取与内插， 抽取与内插有什么好处 答：抽取内插的框图见24页。其中抽取滤波器带宽D /π，内插滤波器带宽I /π。 图像

软件无线电发展现状

软件无线电发展现状本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March

<<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

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(个人整理)

1. 软件无线电是什么
无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置， 几乎任何领域都使用无线通信， 包括有 商业、气象、金融、军事、工业、民用等。我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方 面可看到无线通信系统种类的繁多。 类 别 通信系统 调制方式 多址方式 种 类
卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、 微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等 时分多址（TDMA） 、频分多址（ FDMA）和码分多址（CDMA）等
各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合，例如： 短波电台适合远距离，其所需的发射功率不大，传输的“中继系统” —电离层不会被 摧毁；卫星通信能传播高质量的信息，所能提供的频带很宽 微波通信抗干扰能力强，适合大量的数据传输，但只能在点与点之间传输，传输距离 又有一定的限制 由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点，在军事和民用通信领域 中都是不可缺的重要通信手段。 然而， 电台往往是根据某种特定的用途而设计的， 功能单一， 有些电台的基本结构相似，而信号特征差异很大。比如，工作的频段不同，调制方式不同， 波形结构不同，通信协议不同，数字信息的编码方式、加密方式不同等等。电台之间的这些 差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。 经过几十年的发展， 无线通信已有很大的发展， 通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡， 因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式， 从而根椐需要构成 多种通信系统呢。 我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。 （注意： 为了说明软件无线电的概念， 这里给出了无线电的接收装置部分） 。
图 1：窄带无线接收装置

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：

信道化技术在软件无线电接收机中的应用

信道化技术在软件无线电接收机中的应用 姚 澄!朱灿焰!杨会保 " 苏州大学电子信息学院江苏苏州 #$%&#$’ 摘 要(软件无线电是目前通信领域研究的热点!其关键技术之一的数字中频技术则是多速率信号处理理论的典型应用) 介绍了一种基于多相滤波的数字信道化技术在软件无线电接收机中的应用!利用离散傅里叶变换"*+,’的成熟理论和多相滤波的灵活处理!在接收机的数字中频段提出了一种高效的处理结构!对其原理-性能和特点进行了深入地探讨和研究!较好地解决了当前无线通信中硬件速度和高速数据流不匹配的问题)计算机模拟结果证明了处理结构的可行性和有效性) 关键词(软件无线电.信道化.多相滤波器组.离散傅里叶变换中图分类号(,/0 $$文献标识码(1 文章编号($&&23435" #&&%’&4&$4&367789:;<9=>=?@A ;>>B 89C B DE B :A >=8=F G 9>B DL ;D 9= M N O P Q R S T !U V W P X S Y X S !M N /Z V [\]X ^ "_‘Q ^^a ^b c a R ‘d e ^S \‘f S b ^e g X d \^S !_^^‘Q ^h W S \i R e j \d Y !_[k Q ^[!#$%&#$!P Q \S X ’l m n o p q r o (,Q R_^b d h X e R*R b \S R s t X s \^"_*t ’Q X j]R ‘X g Rd Q Rb ^‘[j^be R j R X e ‘Q \S ‘^g g [S \‘X d \^S j u *\T \d X af S d R e g R s \X d R +e R v [R S ‘Y "f +’X j ^S R^b \d j w R Yd R ‘Q S ^a ^T \R j !\j Xd Y x \‘X a X x x a \‘X d \^S^b g [a d \e X d Rj \T S X a x e ^‘R j j \S Td Q R ^e Y u ,Q RX x x a \‘X d \^S^b X s \T \d X a ‘Q X S S R a \k R sd R ‘Q S \v [Rb ^e_*t e R ‘R \i R e j\j\S d e ^s [‘R s\Sd Q \jx X x R e u 1X j R s^Sd Q Rg X d [e Rd Q R ^e Y^bd Q R*\j ‘e R d R+^[e \R e ,e X S j b ^e g "*+,’X S s d Q R b a R y \]\a \d Y ^b d Q R x ^a Y x Q X j R b \a d R e ]X S ws R ‘^g x ^j \d \^S !X SR b b \‘\R S d x e ^‘R j j \S T X e ‘Q \d R ‘d [e R \j x e R j R S d R s \Sd Q R s \T \d X a f +x X e d !\d j x e \S ‘\x a R !x R e b ^e g X S ‘R X S s‘Q X e X ‘d R e \j d \‘X e R s R R x a Ys \j ‘[j j R sX S sj d [s \R s u ,Q R g R d Q ^sT \i R j X]R d d R e j ^a [d \^S^b d Q Rg \j g X d ‘Q]R d h R R Sd Q Ra ^h R e Q X e s h X e Rj x R R sX S sQ \T Qs X d Xe X d R^b d ^s X Y z jh X e R a R j j‘^g g [S \‘X d \^S j u +\S X a a Yj \g [a X d \^Se R j [a d j j Q ^h d Q R R b b \‘\R S ‘Y^b d Q \j x e ^x ^j R sX e ‘Q \d R ‘d [e R u {|}~!p "n (_^b d h X e R *R b \S R st X s \^"_*t ’.‘Q X S S R a \k \S T .x a ^Y x Q X j R b \a d R e ]X S w .*\j ‘e R d R +^[e \R e ,e X S j b ^e g "*+,’ 收稿日期(#&&2$#$2#引 言 软件无线电是近些年来崭露头角的新技术!他代表包括无线通信在内的几乎所有的无线电电子信息系统的发展趋势)为适应其发展!有必要对基于滤波器组的信道化方法进行研究) 理想的软件无线电结构$ $% 在射频直接采样数字化!其核心思想就是将N &*!*&N 变换器尽量靠近天线!在对信号充分数字化的基础上依靠软件来实现无线电的各项功能)但是现阶段!由于受微电子技术水平的限制!直接对射频"t + ’进行采样还很难实现!成本上亦不合算)所以!在目前的软件无线电研究中!大部分都是首先将射频信号转换到中频!然后在中频对模拟信号进行数字化)数字中频软件无线电加上少量的高频模拟前端正逐渐成为理想 软件无线电的一种经济实用的选择$#%)中频软件无线电接 收机的结构如图$所示) 对于单一信道而言!使用宽带N &*!*_’和通用P ’W 的软件无线电方法比传统的使用硬件集成的技术要昂贵的多!而目前多通道接收机"数字下变频器’已有上市!如 f S d R e j \a 公司"原V X e e \j 公司的半导体部分’的V _’ %&#$(!Z e X Y P Q \x 公司的Z P 2&$(!N S X a ^T *R i \‘R j 公司的N *((#2和_^b d P R a a 等)但这些接收机的主要问题是!必须事先确知在哪个信道上有信号!或者用一个全景接收机对整个频 段进行搜索和监视以确定信号的位置$3%)然而!如果搜索 速度不够快! 就会产生漏警现象以至于无法进行全概率的信号截获)本文所讨论的基于滤波器组的信道化接收机就是能够完成全概率信号截获的接收机) 图$中频宽带接收机实现框图 )信道化接收机 信道化接收机瞬时频带宽-动态范围大!能实现超宽带侦察)传统的技术是采用模拟电路来实现信道化!即(用模拟滤波器组把侦察频率范围分割为许多邻接的信道!如图#所示) 显然!当瞬时频带很宽时!需要非常多的滤波器!接收机将变得非常庞大)而在软件无线电信道化技术中!则充分利用数字信号系统精确-灵活-造价低-速度快的优 4 $*现代电子技术+#&&%年第4期总第$0,期-通信与信息技术 . 万方数据

我国软件产业的现状分析

我国软件产业的现状分析 1 软件产业发展需要政府大力支持 政府的大力支持，可以为软件产业发展开辟新的空间。我国政府始终高度重视软件产业的发展，并把软件产业列为战略性产业之一，国家863计划重大项目及重大产业化项目中信息技术领域和自动化技术领域有相当部分是有关于软件方面的。国家为软件产业的发展建立了优良的政策环境。20XX年6月政府颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》等一系列政策措施，更推动了各地政府加快相关软件产业建设的制度建设。它从投资融资、税收、产业技术、出口、软件认定、知识产权保护等多个环节上对软件产业给予优惠政策和极大支持。 面对日益激烈的国内国际竞争环境，真正有效地落实相关政策和解决产业发展中所提出的新问题是加快软件产业发展的当务之急。 首先必须看到现有的相关政策还有相当大的完善空间。在这方面，印度软件业的快速发展可以给我们提供一个非常好的样板。印度软件加入软件技术园区后能够得到很多优惠政策，诸如进口完全免税，本地采购完全免税，允许外资百分之百地进入，创办软件10年免交公司所得税等。我国台湾省规定，新创高技术5年内免征营利事业所得税，这些无疑会给的发展提供相当大的便利。我国各地政府响应国家《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，也在积极制定适合本地特点的软件产业发展计划，对软件产业从各方面给了大力支持。但相当多的政策法规仍需进一步完善，特别是加入WTO后，各种政策中不适应产业国际化要求的条文急需改进。比如，我国在软件产业的税收优惠政策力度还不够，对新成立的的软件实行两年免交公司所得税，后3年所得税减半的优惠，由于兴办的高技术往往在投产初期赢利不高，故实际效果并非十分理想。再如国家对软件还按17％的税率征收增值税，加上政府效率不高，这就明显弱化了政府优惠的力度。 通过发展软件技术园区和工业园区来带动软件产业的发展可以说是一种有效手段。据不完全统计，我国目前已有的软件园数量已超过40多家，几乎各省、自治区和直辖市都有软件园。但是当前软件园建设发展也面临着很多问题，如发展思路仍然停留在只重视硬件基础设施建设的传统套路上，各地软件园产业结构基本相同，园区市场定位不准确，更缺乏培养发展大型软件的能力，难以形成规

软件无线电技术的发展应用探究

软件无线电技术的发展应用探究 软件无线技术相对于传统的“纯硬件电路”具有非常大的优越性，以硬件为基础，软件在可以在此之上扩展更多的通信功能，使得设备的通信功能不再硬件锁限制，并且可以大大简化设备的硬件复杂程度，提升其可靠性、维护性，耐用性，并且由于软件的可升级性以及更加优良的兼容性，因此可以大大降低开发、生产、升级换代和维护成本。软件无线电技术是通信领域的第三次革命，前两次模拟通信和数字通信。目前新技术的发展重点基本都已开始转移软件之上。文章就软件无线电技术的发展和应用进行一些详细的探讨。 标签：软件无线电；软件无线电发展；软件无线电应用 1 软件无线电各个系统的作用 1.1 软件无线电技术与传统无线电技术的区别 软件无线电与软件控制无线电的区别在于软件无线电是开放并且标准化的，因此研究更加容易也更加灵活，设备具有的功能不再主要依赖系统的构架和硬件，转而开始依赖软件环境，通过改变软件来改变功能，使得系统、功能的升级或是不同系统间的兼容变得更加简单，升级换代所需要的时间大大缩短。而数字无线电主要依赖于硬件和系统结构的发展，使得环境更加封闭，不利于推广交流，一旦出现问题，需要花费相当多的人力、物力以及时间。 1.2 软件无线电技术硬件平台解析 软件无线电是一个标准化、开放式的平台，以硬件作为基础，将编写好的指令预先录入，用以操纵硬件进而实现尽可能多的无线通信功能，可以通过改变软件的方式改变软件无线电所具有的功能，并可因此减少硬件模块的数量和复杂程度，所具备的灵活性、集中性、维护性无可比拟。一个典型的软件无线电需要以下的硬件系统：射频、中频、基带、信源、信令，软件部分则为数字信号处理器（DSP），DSP通过录入程序，可以对带宽、频率、调制模式、信源解码等进行控制，因此DSP处理性能的强弱直接影响通信功能的数量和质量。通过录入程序，DSP控制各个系统，实现无线电软件具体化。 1.2.1 天线 天线是保证信号的基础，理论上天线最好应该能覆盖全部的通信频段，但在实际应用中，并不能做到覆盖如此多的频段，更多的时候需要能保证完美适配软件所需的、线性性能较好的频段，使用组合式多频段天线，通过测试自动寻找干扰较小，流量宽松的频段，因此就有多频段天线和宽带天线，其二者都可以为软件无线电技术提供信号的保障，而区别主要在于多频段可在分离的不同频段上工作，而宽带则意味着是连续的宽频。而调频、信号接收、算法优化仍然是天线在无线电技术中的关键。

软件行业发展的现状及趋势

中国软件行业发展现状分析 自2000年以来我国软件业持续高速发展，2000-2012年我国软件产业收入增长44倍，年均复合增长率约为37%。而近10年，全球软件产业的平均增长率约在7%左右。 2013年1-8月，我国软件业实现利润2126亿元，同比增长25.5%，高出1-7月和去年同期0.4和10.3个百分点。从业人员数量和工资总额增长14.2%和18.2%，保持稳定增长态势。 1-8月，西部地区完成软件业务收入2107亿元，同比增长28.5%，高出全国水平4.4个百分点，其中重庆、陕西保持30%以上增长。中部地区完成软件业务收入742亿元，同比增长25.2%，增速高于去年同期10.8个百分点。东部和东北地区分别完成软件业务收入14550和2018亿元，同比增长23.3%和24.7%，增速低于去年同期3.1和0.9个百分点。 中商情报网发布《2013-2018年中国软件行业市场深度调查及投资战略研究报告》显示，目前全国软件业务收入排名前20位的城市，占据全行业近九成的业务收入，其中北京、上海、南京、济南等11个软件名城及创建城市，占全国软件收入的65%。软件产业也已成为这些城市的战略支柱产业。 通过对2013年软件行业现状分析，了解到2013年第一季度我国软件出口延续2011年以来的低增长态势。具体分析如下：2013年一季度，我国软件和信息技术服务业实现软件业务收入6189亿元，同比增长24.7%，比去年同期低1.7个百分点。其中，3

月份增长23.5%，增速低于去年同期3.9个百分点;实现利润总额695亿元，同比增长16.9%，增速比1-2月回落2.9个百分点;从业人员工资总额增长了30%，高出全行业收入增速5.3个百分点，高出利润总额增速13.1个百分点。 一季度，软件产品、数据处理和存储服务增长相对较快，分别实现收入1949和1037亿元，同比增长25.6%和28.4%;信息系统集成服务、信息技术咨询服务和嵌入式系统软件增长相对平稳，分别实现收入1361、659和992亿元，同比增长24.2%、24.6%和22.4%;IC设计实现收入190亿元，同比增长13.1%，低于软件业平均水平11.6个百分点。 软件出口持续低迷。一季度，软件业出口延续2011年下半年以来的低增长态势，实现出口87亿美元，同比增长11.6%，增速低于去年同期0.9个百分点。其中，外包服务出口21亿美元，同比增长22%，增速与去年同期基本持平。 中西部增速同比大幅提高，东部地区平稳增长。一季度，中部地区完成软件业务收入244亿元，同比增长30.3%，增速比去年同期提高9.2个百分点，扭转了去年增长乏力的局面;西部地区继续保持较快发展，完成软件业务收入644亿元，同比增长28.1%;东部和东北地区完成软件业务收入4700和601亿元，同比增长23.9%和25.1%。

软件无线电技术综述_陶玉柱

2011年第01期，第44卷 通 信 技 术 Vol.44，No.01,2011 总第229期 Communications Technology No.229,Totally 软件无线电技术综述 陶玉柱， 胡建旺， 崔佩璋 （军械工程学院 光学与电子工程系，河北 石家庄 050003） 【摘 要】软件无线电是最近几年提出的一种实现无线电通信的体系结构 ,被认为是继模拟通信、数字通信之后的第三代无线电通信技术。在无线电应用领域，软件无线电已经成为一个重要的研究课题。特别是在信息成为主导市场竞争优胜劣汰、军事斗争成败等重大问题的关键因素后，软件无线电技术作为一种有利于技术体制改革创新、有利于提高信息处理能力的关键技术，已经得到了飞速的发展。介绍了软件无线电的基本概念、功能结构、关键技术等问题，同时阐述了软件无线电的应用和发展前景。 【关键词】软件无线电；高速DSP；认知无线电 【中图分类号】TN924.1 【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2011)01-0037-03 An Overview of Software Radio TAO Yu-zhu， HU Jian-wang， CUI Pei-zhang (Department of Optics and Electronic Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang Hebei 050003, China) 【Abstract】Software radio is a recently proposed system in realizing wireless communication, and is regarded as the 3rd generation wireless communication technique following the analog communication and the digital communication. Software radio technology has become an important subject in the field of radio application. Especially when the information becomes the key factor to dominating the market competition and the victory of a military warfare, SDR, as a technology in favour of reform and innovation of the system and of information processing ability, has already achieved fast development. This paper describes its concept, function structure and some key techniques, including its applications and development prospects. 【Key words】software radio; high-speed DSP; cognitive radio 0 引言 伴随着通信系统由模拟体制向数字体制的逐步转变，无线通信得到了飞速发展。但传统的通过硬件设备改造升级来完成无线通信新技术改革的方法带来了很多问题，如不同通信系统的兼容性差、互联互通互操作程度低、浪费成本不利于新技术的普及推广等，大大制约了无线电技术的进一步发展。尤其是在信息成为主导通信领域的关键因素后，如何有效的提高信息的传输速率，以及适应新情况即使做出技术升级与改造，已经成为通信领域的关键问题[1]。在这种情况下，软件无线电技术作为实现通信的新概念和新体制应运而生。1 软件无线电技术概述 1.1 软件无线电的概念 软件无线电的概念最早是在1992年5月由Jeo Mitola首次提出的，即可编程或可重构电台当时提出的这个概念具有一定的局限性，后来随着技术发展和研究深入，软件无线电论坛对软件无线电进行了重新定义，即软件无线电是指能够实现充分可编程通信，对信息进行有效控制，覆盖多个频段，支持大量波形和应用软件的通信设备。也就是说，一个无线电系统中，天线以后就数字化，对信号的所有的必要的处理都由存放在高速数字信号处理器中的软件来完成。 软件无线电的基本思想就是以一个通用、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。功能的软件化的实现方法势必减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理(宽带模数变换器 收稿日期：2010-06-08。 作者简介：陶玉柱（1986-），男，硕士，主要研究方向为战场信息处理 及信息应用；胡建旺（1967-），男，副教授，主要研究方向 为通信设备检测、自动化测试；崔佩璋（1972-），男，讲师， 主要研究方向为情报指挥系统及无线通信。 37

软件无线电的历史和发展趋势

软件无线电的历史和发展趋势 姓名 （单位xxxx） 摘要：自20世纪90年代初以来，移动通信领域一场新的技术革命悄然兴起，这就是以软件无线电为特征的新一代通信系统研究与开发。软件无线电（SWR）技术是第三代移动通信系统和军用电台的发展趋势。文章主要介绍了软件无线电的概念、软件无线电的研究历史、软件无线电的应用和软件无线电在国际和国内的发展趋势。 关键词：软件无线电(SDR)，无线通信，移动通信 一、引言 软件无线电（SDR）这一概念一经提出，就得到了全世界无线电领域的广泛关注。由于软件无线电所具有的灵活性、开放性等特点，使其在无线通信中获得了广泛应用。随着研究的深入，软件无线电的民用潜力日益受到重视，民用研究已经成为软件无线电研究的主战场，尤其是在移动通信方面更具有广阔的发展空间，被比喻为第三代、第四代全球通信的基石。东芝、诺基亚、摩托罗拉等各大通信公司总裁都宣布要从数字无线电向软件无线电转变，并正在为此不懈努力。无论是GSM还是CDMA技术，解决不同公司、不同标准之间互通的最佳办法就是采用软件无线电解决方案。 二、软件无线电简介 软件无线电的产生原因与海湾战争有关，当时以美国为首的多国部队中使用了多种不同制式的通讯设备，因而造成了互相通讯的困难。在1992年5月在美国通信系统会议上，JesephMitola（约瑟夫·米托拉）首次提出了“软件无线电”（SoftwareRadio，SDR）的概念。1995年IEEE通信杂志（CommunicationMagazine）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）。1996年3月发起“模块化多功能信息变换系统”（MMITS）论坛，1999年6月改名为“软件定义的无线电”（SDR）

FPGA在软件无线电中的应用

Altera中文资料 FPGA在软件无线电中的应用 介绍 软件无线电（SDR）是具有可重配置硬件平台的无线设备，可以跨多种通信标准。它们因为更低的成本、更大的灵活性和更高的性能，迅速称为军事、公共安全和商用无线领域的事实标准。SDR成为商用流行的主要原因之一是它能够对多种波形进行基带处理和数字中频（IF）处理。IF处理将数字信号处理的领域从基带扩展到RF。支持基带和中频处理的能力增加了系统灵活性，同时减小了制造成本。 基带处理 无线标准不断地发展，通过先进的基带处理技术如自适应调制编码、空时编码（STC）、波束赋形和多入多出（MIMO）天线技术，支持更高的数据速率。基带信号处理器件需要巨大的处理带宽，以支持这些技术计算量的算法。例如，美国军事联合战术无线系统（JTRS）定义了军事无线中20多种不同的无线波形。一些更复杂的波形所需的计算能力在标准处理器上是每秒数百万条指令（MIPS），或者如果在FPGA实现是数千个逻辑单元。 协处理器特性 SDR基带处理通常需要处理器和FPGA。在这类应用中，处理器处理系统控制和配置功能，而FPGA实现大计算量的信号处理数据通道和控制，让系统延迟最小。当需要从一种标准切换至另一种标准时，处理器能够动态地在软件的主要部分间切换，而FPGA 能够根据需要完全重新配置，实现特定标准的数据通道。 FPGA可以作为协处理器同DSP和通用处理相连，这样具有更高的系统性能和更低的系统成本。自由地选择在哪实现基带处理算法为实现SDR算法提供了另一种方式的灵活性。 基带部件也需要足够灵活让所需的SDR功能支持在同一种标准增强版本之间的移植，

并能够支持完全不同的标准。可编程逻辑结合软核处理器和IP，具有了提供在现场远程升级的能力。图1 是一个框图，其中FPGA能够通过IP功能如Turbo编码器、Reed-Solomon编码器、符号交织器、符号映射器和IFFT，很容易地重配置支持WCDMA/HSPDA或802.16a标准的基带发送功能。 图1. 两种无线信号的SDR基带数据通道重配置例子 数字IF处理 数字频率变化具有比传统模拟无线处理方式更高的性能。FPGA提供了一种高度灵活和集成的平台，在这之上以合理的功率实现大计算量的数字IF功能，这在便携系统中是一个关键的因素。能够在FPGA实现的IF功能包括数字上变频器（DUC）和下变频器（DDC），以及数字预畸变（DPD）和波峰系数削减（CFR），帮助降低功放的成本和功率（见图2）

软件无线电的应用

软件无线电的应用 软件无线电的应用 摘要：软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。 关键词：软件无线电；数字信号处理；调制解调；数字广播；世界数字广播 软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的，其基本思想就是将宽带A/D/A变换器尽可能地靠近天线，将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性 1 用软件无线电技术实现卫星控制平台 传统的卫星测控平台存在着性能不完善，调制方式、副载波、码速率组态不灵活，体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台，通过注入不同的软件，实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变，应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。 软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。随着A/D/A器件与DSP处理器的迅速发展，使得软件无线电技术广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。 用软件无线电技术实现卫星控制平台包括软件无线电通用平台 的DSP技术和DSP实现信号调制和解调。其中软件无线电通用平台的DSP技术又包括 TMS320C6701 DSP芯片，DSP技术在软件平台中的应用，调制器与解调器。DSP实现信号调制和解调又包括信号调制，信号解调。 软件无线电通用测控平台是卫星测控平台发展的方向，可以很好地解决原来平台开发成本高、周期长、通用性差的问题。以新一代DSP芯片TMS320C6000作为软件无线电平台的核心，可以很好地满足需要，且有较大的冗余度，利用升级。

从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状

摘要：频谱资源在无线通信中已经得到有效利用，其为无线通信带来进步的同时制约着无线通信的新发展。近几年，认知无线电的不断进步不断拓宽了软件无线电的应用和功能，已经成为频谱资源匮乏的有效解决办法。本文主要针对认知无线电在无线通信中的重要作用展开讨论，通过对认知无线电技术进行概述，分析当前无线电技术发展现状，同时提出当前认知无线电发展面临的关键技术挑战，旨为我国无线通信的发展提供参考意见。 关键词：软件无线电认知无线电无线通信 中图分类号：tn925 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00 随着社会的发展，无线电频谱已经成为无线通信领域极为重要的资源。伴随社会无线通信业务的极速增长，当前无线电频谱资源已经接近匮乏。频谱资源的高效利用作为无线通信技术当前亟需解决的问题，同时其也成为制约无线通信发展的阻碍。基于无线通信技术的需求和科技的进步，认知无线电技术由此产生，其能够对周遭电磁环境进行感知，同时通过无线电描述语言与通信网络进行交流。认知无线电通过参数的调整，将环境与无线电参数进行匹配，以确保通信系统的可靠性及频谱资源的高效利用。 1 认知无线电的概述 1.1概念 mitola认为认知无线电是为保障个人无线数字助理及网络侦测用户需求且为这些需求提供适合的无线电资源，认知无线电是软件无线电的一种，同时综合应用软件、应用界面及认知等性能[1]。 fcc将认知无线电定义为通过运行环境的改变来控制发射机参数的一种无线电[2]。 john notor认为软件无线电不是实现认知无线电的必须条件，同时认知无线电不是软件无线电的发展，两者间属于重叠关系[3]。 1.2特点 （1）认知能力。认知无线电能够由工作环境感知到周遭信息，由此来标识频谱资源的使用状况，由此来重新选择频谱资源的适应工作参数。根据瑞典皇家学院使用的认知循环得知，认知无线电的任务主要包含三个方面：频谱感知、频谱分析及频谱判定。其中频谱感知主要用来检测可使用频段及频谱空穴现象；频谱分析主要用来分析估计频谱获取的频谱空穴特点；频谱判定主要根据频谱空穴的特征及用户的需要进行传输数据的选择。 （2）重构能力。认知无线电能够通过当前动态编程的改变从而使用不同无线传输技术来接收输出数据，基于对频谱授权用户进行干扰的基础，使用授权系统中的闲置频谱为用户提供极为可靠的服务，以上便是认知无线电重构内容的工作核心。当频谱被指定用户使用的时候，认知无线电能够通过两种应对方式进行解决：一是切换到其他空闲频段进行通信；二是继续使用此频段，但要通过改变该频段的发射速度及调制方案来避免对用户造成通信干扰。 （3）两种无线电之间的关系。软件无线电系统内部的a/d及d/a完全变更至中频，通过对系统进行采样，由中频进行数字化处理；认知无线电技术基于软件无线电采用通信协议技术，同时增加人工智能的支持，对其自身环境感知极为敏感，并能根据环境合理调整通信功率、频率及其他参数[4]。软件无线电系统具有较高的灵活性，但较于认知无线电缺乏一定智能。认知无线电能够自适应频谱环境，而软件无线电能够自适应网络环境。 2 认知无线电研究现状 2.1 darpa 美国国防研究计划局已经对频谱资源的有效利用展开研究，关于xg计划的研究目标有以下两点：第一，研究灵活的频谱分配技术，检测频谱环境，开发频谱使用机会；第二，在软件支持的基础上研究灵活的政策机制，主要体现在定义抽象行为、操作模式对应策略；同时策略约束通过下载软件完成。

软件无线电的现状和发展趋势

□潘子欣刘毅 一、引言 移动通信在过去几十年中获得了飞速发展，成为现代通信中的一个亮点。同时由于移动通信的迅速发展和高收益，带来了激烈的竞争，从而造就了移动通信技术和系统的多样性，而各技术标准和系统之间差别很大又不能互相兼容。特别是新业务的巨大吸引力又给用户和移动业务提供商造成了很大的压力，迫使他们不断更新设备，可是这通常要造成设备和投资的浪费。问题的关键在于目前的绝大多数移动通信设备是完全基于专用硬件设计的，给移动通信系统的兼容和并联，以及快速、灵活的升级带来了很大的约束。此外通信设备制造商在研制新产品时，由于种种因素的制约，其设置的产品可能会存在缺陷，以致在产品售出后不得不重新召回，增加了产品的制造成本和设计周期。而软件无线电确能很好解决这些问题。 二、软件无线电的概念及其特点 软件无线电（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＲａｄｉｏ，ＳＤＲ）是二十世纪９０年代初提出的通信新技术，它的基本思想是将标准化、模块化的硬件功能单元，通过高速总线或高速网络等连接形成一个通用的数字式硬件平台，再通过软件加载的方式来实现各种类型无线通信系统的开放式体系结构，用软件方式实现各种通信功能。并且能通过对软件的重新编程来实现系统的升级更新和适应不同的通信标准和协议。 由于软件无线电技术具有通用性广、可移植性好、适应性强等优点，在军用电台方面得到迅速的发展和应用。近些年，随着第三代移动通信（３Ｇ）系统的发展，软件无线电在民用领域也开始崭露头角。人们期待这种新技术能兼容现在所有的３Ｇ标准，从而制成通用的移动通信设备。软件无线电已经成为无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第三次革命。 软件无线电具有灵活性和集中性两大优点。 灵活性即可以任意地转换信道接入方式，改变调制方式或接收不同系统的信号等。当前蜂窝通信标准不断地发展变化，这种灵活性对移动通信系统来说就显得尤为重要。例如：基站可以通过承载不同的软件来适应不同的标准，而不用对硬件平台进行改动；基站间可由软件算法协调动态地分配信道与容量以优化性能；移动台可以自动检测接收到的信号的工作方式，以接入不同的网络（ＧＳＭ、ＤＡＭＰＳ等）。 集中性即多个信道享有共同的射频前端与宽带模／数、数／模转换器，以获取每一信道相对廉价的信号处理性能。尽管软件无线电要比传统的接收机贵很多，但每一信道的费用则低得多。在移动通信系统中，一般一个基站能容纳２０个甚至更多的无线接收器，这样软件无线电技术就显得很吸引人。 软件无线电硬件采用模块化结构宽带模／数和数／模转换及高速ＤＳＰ，建立公共硬件平台，支持并行、流水线及异种多处理机。软件采用基于ＯＳＩ参考模型的分层软件体系，支持开放式的模块化设计。灵活应用软件无线电的基本硬软件模块，可使软件无线电设备对传播条件具有多种自适应能力，多种抗干扰能力，灵活可变的多址方式、用户需要的多种业务及多种组网与接口能力等。 随着计算机硬件的迅速发展，软件无线电技术日益广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。对于不同的新标准（ＧＳＭ、ＤＣＳ１８００、ＩＳ－５４、ＩＳ－９５等），软件无线电提供了灵活的解决方案—— —在通用的硬件平台上由可变换的应用软件模块提供对不同新标准的兼容性。由于在移动通信领域中，用户对新业务的要求不断变化，空中接口标准不断发展，传统的数字系统会很快被淘汰，而软件无线电这种由软件的变化、升级实现增强业务功能的能力使得由软件无线电技术构筑的系统的生命周期要长的多，很有竞争力。 三、软件无线电的发展历史 为了解决军用无线电台多频段、多制式的互通问题，１９９２年５月，ＭＩＴＲＥ公司的ＪｅｏＭｉｔｏｌａ在美国电信系统会议上首次提出软件无线电的概念。其基本思想是：构造一个标准化、模块化、开放性的通用硬件平台，将通信中的各种功能，如设定数据格式、确定载波频率、信道编码、信道调制、加密、通信协议等用软件来完成。在这一构想中，宽带模／数转换器尽可能地靠近射频天线，最大限度地通过数字的方式来实现电台的各种功能。这样的软件无线电台不仅可以与普通电台进行通信，还能在两种不同制式的电台系统间充当“转接器”的作用，使两者能够互通互连。 在软件无线电概念产生不久后，美军提出了“易通话”（ＳＰＥＡＫＥＡＳＹ）科研计划，其主要任务是研制多频段多模式无线电台（Ｍｕｌｔｉ—ＢａｎｄＭｕｌｔｉ—ＭｏｄｅＲａｄｉｏ，ＭＢＭＭＲ）。这种电台的工作频率为２～２０００ＭＨｚ，能同时处理４种不同的信号波形，兼容美军当时的１５种电台，并适用于不同频段和不同调制方式下的通信互联。 １９９５年５月，ＩＥＥＥ《通信杂志》出版了软件无线电专刊，全 软件无线电的现状和发展趋势 科学管理商界 ３３ 广东科技２００８．０３．总第１８３期