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4G中软件无线电技术的应用

4G中软件无线电技术的应用
4G中软件无线电技术的应用

4G中软件无线电技术的应用

日期:2007年6月18日作者:查看:[大字体中字体小字体]

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作者:岳斌

摘要:本文简要介绍了软件无线电技术及其发展概况,并着重列举了其在当前通信领域,以及在未来第四代移动通信(4G)中的应用。

关键词:移动通信4G软件无线电技术DSP 智能天线

一、引言

以现代通信理论为基础,以数字信号处理为核心,以微电子技术为支持的软件无线电(SoftwareRadio)或者称软件可定义的无线电(Software-DefinedRadio)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。

二、软件无线电关键技术

一个理想的软件无线电的组成结构如图1所示。软件无线电主要由天线、射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种软件组成。软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段,要求每个频段的特性均匀,以满足各种业务的需求。射频前端在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务,接受时实现滤波、放大、下变频等功能。而模拟信号进行数字化后的处理任务全由DSP软件承担。为了减轻通用DSP的处理压力,通常把A/D转换器传来的数字信号,经过专用数字信号处理器件处理,降低数据流速率,并且把信号变至基带后,再把数据送给通用DSP进行处理。

图1 软件无线电框图

软件无线电实现的体系结构可分为三种:射频低通采样数字化结构、射频带通采样数字化结构和宽带中频带通采样数字化结构。射频低通采样数字化的软件无线电,其结构简洁,把模拟电路的数量减少到最低程度。射频带通采样数字化的软件无线电与低通采样软件无线电结构的主要不同点是,A/D前采用了带宽相对较窄的电调滤波器,然后根据所需的处理带宽进行带通采样。最后,宽带中频带通采样数字化的软件无线电结构与目前的中频数字化接收机的结构类似,都采用了多次混频体制或叫超外差体制,其主要特点是中频带宽更宽,所有调制解调等功能全部由软件加以实现。

在软件无线电中的关键技术主要有:

(1)宽带/分频段天线:软件无线电台要求能够从短波到微波相当宽的频段内进行工作,最好能研究一种新型的全向宽带天线,可以根据实际需要用软件智能地构造其工作频段和辐射特性。目前的可行性方案是采取组合式多频段天线。

(2)多载波功率放大器(MCPA):理想的软件无线电在发射方向上把多个载波合成一路信号,通过上变频后,用一种MCPA对宽带的模拟混合信号进行低噪音放大。因为混合信号中信号与信号的包络幅度相差很大,所以对放大器的非线性特别敏感,MCPA采用前向反馈技术抑制不需要的互调载波,得到有效的功率利用。需要很好地选择器件并使用电路CAD优化技术。

(3)高速宽带A/D,D/A变换:A/D的主要性能是采样速率和采样精度,理想的软件无线电台是直接在射频上进行A/D 变换,要求必须具有足够的采样速率。根据Nyquist 采样定理,要不失真的反映信号特性,采样频率f s至少要是模拟信号带宽Wa的两倍。为保证性能,在实际应用中常进行过采样处理,要求f s > 2. 5Wa。根据目前研究结果,其中一种解决方案是,可用多个高速采样保持电路和ADC,然后通过并串转换将量化速度降低,以提高采样分辨率。

(4)高速并行DSP:数字信号处理(DSP)芯片是软件无线电所必须的最基本的器件。软件对数字信号的处理是在芯片上进行的。中频以下主要包括三部分:基带处理、比特流处理和信源编码。基带处理主要是完成各种波形的调制解调,扩频解扩以及信道的自适应均衡和各种同步的数字处理,每路需要几十到几百个MIPS的处理能力。比特流处理主要完成信道编解码(软判决译码)、复用或分解或交换、信令、控制、操作和管理以及加密解密等功能,每路需要几十个MIPS 的处理能力。信源编码要完成话音、图像等的编码算法、每信道需要十几个MIPS的处理能力。

要完成如此巨大的信号处理运算,必须采用高速多个DSP 并行处理结构才有可能实现。

(5)软件无线电的算法:软件的构造,自然是把对设备各种功能的物理描述建立起数学模型(建模),再用计算机语言描述的算法,最后转换成用计算机语言编制的程序。软件无线电中的算法特点:

⊙对信号处理的实时性。对算法的要求在时空上很高;

⊙软件无线电算法应具高度自由化(便于升级),开放性(模块化,标准化);

⊙目前主要算法为数值法,但并不排斥其他算法,或者多种算法的结合。

以上技术都有待深入研究,实践和优化。

三、软件无线电发展状况

当前,蜂窝移动通信系统已经发展到第三代,3G系统进入商业运行一方面需要解决不同标准的系统间的兼容性;另一方面为了适应技术的飞速发展,3G无线通信系统要求具有高度的灵活性和扩展升级能力。软件无线电技术无疑是最好的解决方案。作为3G移动通信标准中的两个主要标准,W-CDMA和CDMA2000都采用码分多址接入方式,且具有信道带宽宽,数据速率多样且支持高速率,不同业务采用信道编码不同等共性,同时,这两种标准之间在码片速率、信道带宽和信道选择码等方面也存在差异。为了解决这些方面的问题及为了提高系统容量,在3G中将采用的智能天线技术(Smart Antenna)、多用户检测技术(MUD)等,使得软件无线电技术在3G系统中有着广泛的应用空间。

首先,智能天线技术在我国的TD-SCDMA的方案中,利用数字信号处理技术识别用户信号到达方向,形成天线主波束;引入空分多址(SDMA)方式,根据用户信号不同的空间传播方向,提供不同的空间信道;采用数字方法对阵元接收信号进行加权处理,形成多个波束赋形,每一个波瓣对应于一个特别的手机用户,波束也可以动态追踪用户,使主波束对准用户信号方向,在干扰信号方向上,形成天线方向图零陷或功率增益较低,从而达到抑制干扰的目的。

其次,在欧共体的ACTSFIRST项目中,软件无线电技术也用到了设计多频/多模可编程手机中。它可自动检测接收信号,接入不同的网络,而且能满足不同的接续时间要求。软件无线电技术可用不同软件实现不同无线电设备的各种功能,可任意改变信道接入方式或调制方式,利用不同软件即可适应不同标准,构成多模手机和多功能基站,具有高度的灵活性。

除此之外,软件无线电出现了一些新的发展趋势:主要表现在体系结构分层化、软件模块化、结构数学分析化、面向对象化、计算机化、网络化和安全化。

四、4G中的软件无线电技术

随着3G技术不断地成熟并最终进入市场进行运营,国际电信联盟(ITU)已经开始研究制订第四代移动通信标准,并已达成共识:把移动通信系统同其他系统(例如无限局域网、WLAN等)结合起来,产生4G技术,2010年之前使数据传输数率达到100Mb/s,以提供更有效的多种业务,最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。

4G的关键技术主要有:OFDM(正交频分复用)、软件无线电、智能天线和IPv6技术。

在4G众多关键技术之中,软件无线电技术是通向未来4G的桥梁。由于各种技术的交迭有利于减少开发的风险,所以未来的4G技术需要适应不同种类的产品的要求。而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础。它不仅能减少开发风险,还更易于开发系列型产品。此外,它还减少了硅芯片的容量,从而削减了运算器件的价格,其开放的结构也会允许多方运营的介入;同时,由于DSP的使用,也弥补了廉价RF(RadioFrequency)所造成的不足。在实际应用中,RF部分是昂贵而缺乏灵活性的,宽带的RF是非线性的,而通过使用SDR技术可弥补其在灵活性上的不足。

在网络支持方面,由于4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流,因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。而大量链路类型(如data,voip)的不同链接可通过SDR进行互联。同时,动态频谱的分配也有利于在已占用带宽上实现新的服务。

智能天线技术也是4G中的关键,它与SDR技术同样紧密相连。它是在软件无线电基础上提出的天线设计新概念,是数字多波束形成(DBF)技术与软件无线电完美结合的产物。一方面,软件无线电为智能天线的实现提供了一条有效可行的技术途径,另一方面智能天线也为软件无线电的发展起到了推动作用。它们两者相互渗透、相互促进。基于软件无线电的智能天线主要包括:单信道智能天线,即通过天线阵感应的射频信号,首先经过前端模拟预处理变换为适合于A/D采样的宽带中频信号,该宽带中频信号经A/D数字化后送到数字下变频器(DDC),对宽带数字中频

内某一感兴趣的信号进行数字正交下变频和采样率变换,变换为与信号带宽相适应的低采样率的基带正交(I/Q)数字信号,这N路I/Q基带数据被同时送到M个数字波束形成器(DBF),分别进行不同指向的波束形成运算,最终获得所需的M个波束。信息解调模块(DEMOD)要么对所形成的这M个波束同时进行解调,要么选取其中信噪比最大的波束进行解调,前者可以实现同频空分复用,后者则可以实现定向接受,改善输出信噪比。其次为多信道智能天线,它与单信道智能天线相比只是在A/D后设置多个单信道多波束形成器SCMBF。此外还包括多相滤波信道化智能天线,它的最大特点是能够实现频域空域上的全波束形成。

五、结束语

由于多种移动通信标准的加入,使得现存的移动通信标准族变得十分繁杂。从近期发展上看,软件无线电技术可以解决不同标准的兼容性,为实现全球漫游提供方便;从长远发展上看,软件无线电发展的目标是实现具有可以根据无线电环境变化而自适应地配置收/发信机的数据速率,调制、解调方式,信道编、译码方式,甚至调整信道频率、带宽以及无线接入方式的智能化无线通信系统,从而更加充分地利用频谱资源,在满足用户QoS要求的基础上使系统容量最大。相信随着SDR技术的不断成熟与发展,其在4G中的作用会越来越突出,这必将加快4G系统的完善。

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。

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

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。

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。

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

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。

4G中软件无线电技术的应用

4G中软件无线电技术的应用 日期:2007年6月18日作者:查看:[大字体中字体小字体] ? ? 作者:岳斌 摘要:本文简要介绍了软件无线电技术及其发展概况,并着重列举了其在当前通信领域,以及在未来第四代移动通信(4G)中的应用。 关键词:移动通信4G软件无线电技术DSP 智能天线 一、引言 以现代通信理论为基础,以数字信号处理为核心,以微电子技术为支持的软件无线电(SoftwareRadio)或者称软件可定义的无线电(Software-DefinedRadio)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。 二、软件无线电关键技术 一个理想的软件无线电的组成结构如图1所示。软件无线电主要由天线、射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种软件组成。软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段,要求每个频段的特性均匀,以满足各种业务的需求。射频前端在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务,接受时实现滤波、放大、下变频等功能。而模拟信号进行数字化后的处理任务全由DSP软件承担。为了减轻通用DSP的处理压力,通常把A/D转换器传来的数字信号,经过专用数字信号处理器件处理,降低数据流速率,并且把信号变至基带后,再把数据送给通用DSP进行处理。

浅谈软件无线电技术及其应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/d1818547.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

软件无线电的产生与发展

软件无线电的产生与发展 1软件无线电的产生 软件无线电的概念是1992年作为与军事有关的技术被首次提出的。1992年5月,在美国电信系统会议上,MITRE公司的JEO MI-TOLA首次明确提出了软件无线电的概念,之后软件无线电技术即被美国军方用于研制多频段、多模式电台,该电台是美军为保证不同设备间的互通性,使各军种间实现高效、可靠的协同通信而研制的三军通用软件无线电台——基于可编程数字信号处理(DSP)芯片的多频段、多方式电台——易通话(speakeasy),其工作频段覆盖2~2000MHz,其目标是与现在15种军用电台兼容。 1995年美国国防高级研究计划局(DAPRA)的易通话一期工程的技术工作者对软件无线电的军事应用进行了较系统、全面的论述。1995年5月IEEE Communication Magazine发表了一期软件无线电专刊,系统全面地介绍了软件无线电的体系结构,其中包括与数字无线电的区别、硬件和软件的实现方法、性能分析及其功能性结构。该专刊还较为系统地介绍了软件无线电中有关取样、A/D 和D/A变换的基本理论、DSP处理器的结构特点及现有DSP芯片清单、软件无线电中多处理器间相互通信的一些理论基础,所有这些为软件无线电的一些关键技术的研究(如开放式总线结构、宽频段/多频段天线及射频前端技术、高速高精度A/D和D/A技术及高速DSP及ASIC的实现通信协议的标准化、模块化提供了理论基础,至此以后,人们便尝试着将软件无线电技术应用于商业领域。 1996年,易通话二期计划促进了多功能模块化信息传输系统(MMTIS)论坛的发展。最近,MMTIS论坛改名为软件无线电论坛,它预示着软件无线电开放式结构标准开始从军用转向商用。1996年10月,软件无线电技术被中国列入国家“863”计划的通信研究项目。近年来,软件无线电的技术被广泛地应用于陆地移动通信、卫星移动通信与全球通信系统,软件无线电成为解决数字移动通信中多种不同标准问题的最佳选择方式。 2 软件无线电的概念与结构 (1)软件无线电的概念

软件无线电论文完整版

软件无线电论文 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

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、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的可编程软件功能来定义和实现,从而可使软件无线电通信系统的实现缩减为发射和接收两个过程。此外,在软件无线电系统中承担发射过程的软件相当丰富。它不仅能发射信号,而且能预先分析传输信道与相邻信道的干扰特性,从而探测确定信号的最佳传输途径。它能自行选择确定适应信道传输的最佳解调方式与编码方法;也能决策

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

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