软件无线电习题
<<软件无线电原理与应用>> 作业
一、 调频（FM ）信号的解调流程如图1，信号带宽20KHz ，输入时钟40MHz ，CNCO 设置f 0 =10.7
MHz ，载波相位偏移为0；其中：
CICF ：2级级联，抽取因子D 1=5，增益补偿值为4； HBF ：11阶、4级级联，抽取因子D 2=16；
FIRF ：采样频率500 KHz ，通带30 KHz ，过渡带20 KHz ，128阶，抽取因子D 3＝5； 鉴频FIR ：采样频率100 KHz ，通带20 KHz ，过渡带10 KHz ，64阶。
1． 给出CICF 、HBF 的传递函数H(z)的结构，频率响应曲线, 并分析其性能。 2． 设计FIRF 、鉴频FIR 滤波器，给出其频率响应曲线, 并分析其性能。
3． 如果仿真信号为())()(2cos )(0n N n n f A n S FM ++=φπ，其中N (n )为高斯白噪声, 瞬时相位
为:()()12()0.7sin 20.5sin 2s s n f nT f nT ?ππππππ=+++，f 1 =1000Hz, f 2 =2500Hz, SNR =20dB 。 推导图中每级处理后输出信号的表达式（不考虑噪声），并画出每级处理后输出信号的时域波形（AGC=2）。
二、现有一雷达系统，工作频率范围为220～305MHz ，现需对整个工作带宽内的回波进行信道化处理以检测有无目标。
1． 假定信号的中心频率f 0=262.5MHz ，在欠采样下，A/D 的采样频率f s 应选多大才能满足中
频数字正交化处理的要求；
2． 假定回波中包含两个LFM 信号（2102
()cos(2)s t f t t ππμ=+），其参数如下表1所示，信噪比SNR=10dB ，产生回波信号，并利用信道化处理方法对LFM 信号进行检测（每个信道的带宽Bs=3MHz ）。
要求：（1）给出信道划分示意图，并计算LFM 信号所处的信道位置； （2）画出有回波的信道信号及其频谱；
（3）对分离后的回波信号进行脉压，画出脉压结果进行分析。
表1 线性调频信号参数
三、对一圆形阵列的波束形成进行仿真，假设发射信号载频为0.8GHz，圆形阵列半径为0.8米，
在圆周上均匀布置28个阵元。
1.画出指向10度的方向图；
2.如果目标在0度，有一不相干的干扰信号在-20度，干扰噪声功率比为35dB。请用自适应
波束形成方法画出方向图；
3.采用旁瓣对消的方法（选取两个阵元作为辅助天线），计算对消比
第一题源程序：
%=====================================================================%
%软件无线电作业题1
%对调制信号进行正交分解、滤波、抽取、解调
%====================================================================%
clc;close all; clear all;
fs = 40e6 ;%信号时钟
Ts = 1/fs;
f0 = 10.7e6; %载频
f1 = 1000; f2 = 2000;
D1 = 10; %CIC滤波抽取因子
D2 = 8; %3级半带滤波抽取因子
D3 = 5; %低通滤波抽取因子
%===================================================================%
%CIC 滤波器设计
S1_cic = ones(1,D1);%一级CIC
[H1,F1] = freqz(S1_cic,1,1024,fs);
S2_cic = conv(S1_cic,S1_cic);%两级CIC
[H2,F2] = freqz(S2_cic,1,1024,fs);
S3_cic = conv(S2_cic,S1_cic);%三级CIC
[H3,F3] = freqz(S3_cic,1,1024,fs);
figure;
plot(F1/(fs/2),20*log10(abs(H1))-max(20*log10(abs(H1))),'b'),grid;hold on;
plot(F2/(fs/2),20*log10(abs(H2))-max(20*log10(abs(H2))),'g');hold on;
plot(F3/(fs/2),20*log10(abs(H3))-max(20*log10(abs(H3))),'m');
xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pi rad/sample)');
ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)'),title('\fontsize{12}\bfCICF幅频响应');
box on;
legend('\bf单级CIC','\bf两级CIC','\bf三级CIC','Location','SouthWest');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
hold off;
%=======================================================================%
%HB滤波器设计
B2 = firhalfband(8,blackman(9));%9阶HBF
B2 = conv(conv(B2,B2),B2);%三级级联
[H4,F4] = freqz(B2,1,1024,fs);
figure(2),plot(F4/(fs/2),20*log10(abs(H4))),grid;
xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pi rad/sample)');
ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');
title('\fontsize{12}\bfHBF幅频响应');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
%=======================================================================%
%FIRF设计
fs1 = fs/(8*10);
[N,Fo,Ao,W] = firpmord( [20e3 35e3], [1 0], [10^(-100/20) 10^(-100/20)], fs1 ); %% 低通滤波器b1 = firpm(127,Fo,Ao,W);
[H5,F5] = freqz(b1,1,1024,fs1);
figure(3),plot(F5/(fs1/2),20*log10(abs(H5))),grid;
xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pi rad/sample)');
ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');
title('\fontsize{12}\bfFIFR幅频响应');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
%=======================================================================%
%鉴频FIR设计
fs2 = fs1/5;
[N,Fo,Ao,W] = firpmord( [20e3 30e3], [1 0], [10^(-80/20) 10^(-80/20)], fs2 ); %% 低通滤波器b2 = firpm(63,Fo,Ao,W);
[H6,F6] = freqz(b2,1,1024,fs2);
figure(4),plot(F6/(fs2/2),20*log10(abs(H6))),grid;
xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pi rad/sample)');
ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');
title('\fontsize{12}\bf鉴频FIFR幅频响应');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
%========================================================================% %滤波器总的幅频响应
HH = 2.*H3.*H4.*H5;
figure(5),plot((1:1024)*fs/1024,20*log10(abs(HH))),grid;
xlabel('\fontsize{12}\bf频率/Hz');
ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');
title('\fontsize{12}\bf总的滤波器幅频响应');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
%=========================================================================% %数据处理，给出每级数据经滤波抽取后的结果
N=400000;
n=0:400000-1;
phi=0.7*pi*sin(2*pi*f1*n*Ts+pi/6)+0.7*pi*sin(2*pi*f2*n*Ts+pi/3);
Sn=cos(2*pi*f0*n*Ts+phi);%+1/sqrt(20)*randn(1,N); %%%SNR=20dB%%%
I1=Sn.*cos(2*pi*f0*n*Ts);Q1=Sn.*sin(2*pi*f0*n*Ts); %正交变换
II2=2*filter(S3_cic,1,I1);QQ2=2*filter(S3_cic,1,Q1); %CIC滤波
I2=II2(1:D1:N);Q2=QQ2(1:D1:N); %10倍抽取
II3=filter(B2,1,I2);QQ3=filter(B2,1,Q2); %HB滤波
I31=II3(1:2:N/D1);Q31=QQ3(1:2:N/D1); %2倍抽取
I32=filter(B2,1,I31);Q32=filter(B2,1,Q31); %HB滤波
I33=I32(1:2:N/(2*D1));Q33=Q32(1:2:N/(2*D1)); %2倍抽取
I34=filter(B2,1,I33);Q34=filter(B2,1,Q33); %HB滤波
I3=I34(1:2:N/(2*2*(D1)));Q3=Q34(1:2:N/(2*2*(D1))); %2倍抽取
I41=filter(b1,1,I3);Q41=filter(b1,1,Q3); %低通滤波
I4=I41(1:D3:N/(D1*D2));Q4=Q41(1:D3:N/(D1*D2)); %5倍抽取
%%%%%%% 画图显示%%%%%%%%%
figure(6);
plot((0:Ts:1000*Ts),Sn(1:1001)),grid on;
xlabel('\fontsize{12}\bf时间(s)'),ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(v)');
title('\fontsize{12}\bf原始信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
figure(7);
plot((1:40000),I1(1:40000),'r-',(1:40000),Q1(1:40000),'b-'),legend('\bfI1','\bfQ1');
title('\fontsize{12}\bfI1与Q1路时域信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
figure(8);plot(1:length(I2),I2,'r-',1:length(Q2),Q2,'b'),legend('\bfI2','\bfQ2');
title('\fontsize{12}\bfI2与Q2路时域信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
figure(9);
plot(1:length(I3),I3,'r-',1:length(Q3),Q3,'b'),legend('\bfI3','\bfQ3');
title('\fontsize{12}\bfI3与Q3路时域信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
figure(10);plot(1:length(I4),I4,'r-',1:length(Q4),Q4,'b'),legend('\bfI4','\bfQ4');
title('\fontsize{12}\bfI4与Q4路时域信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
figure(11);%画正交原图，看IQ通道是否正交
subplot(2,2,1),plot(I1,Q1),axis equal,grid;xlabel('\fontsize{12}\bf同相分量I1');
ylabel('\fontsize{12}\bf正交分量Q1'); title('\fontsize{12}\bfI1与Q1正交圆图');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
subplot(2,2,2),plot(I2,Q2),axis equal,grid;xlabel('\fontsize{12}\bf同相分量I2');
ylabel('\fontsize{12}\bf正交分量Q2'); title('\fontsize{12}\bfI2与Q2正交圆图');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
subplot(2,2,3),plot(I3,Q3),axis equal,grid;xlabel('\fontsize{12}\bf同相分量I3');
ylabel('\fontsize{12}\bf正交分量Q3'); title('\fontsize{12}\bfI3与Q3正交圆图');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
subplot(2,2,4),plot(I4,Q4),axis equal,grid;xlabel('\fontsize{12}\bf同相分量I4');
ylabel('\fontsize{12}\bf正交分量Q4'); title('\fontsize{12}\bfI4与Q4正交圆图');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
%============================================================================% %%%% 鉴频%%%%
sig=2*I4+j*2*Q4;
an=abs(sig);
Pn0=atan2(Q4,I4);Pn=unwrap(Pn0);
B5=[1,0,0,-1];
Fp=filter(B5,1,Pn);
Fn=filter(b2,1,Fp); %鉴频低通滤波
ff=-diff(phi); % 理论值求解
ff=ff(1:100:length(ff));
figure(12);
subplot(2,1,1),plot(Fn,'r'),title('\fontsize{12}\bf解调结果');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
subplot(2,1,2),plot(ff,'g'),title('\fontsize{12}\bf理论解调结果');
set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);
第二题源程序：
%=================================================================% %软件无线电第二题
%信道化接收
%================================================================% clc;clear all;close all;
N=1120; % 低通滤波器长度
M=70; % 划分通道数
K=16; % 多相滤波器长度
fs=210e6; % 采样频率
Bw=85e6; % 信号带宽Bw=fh-fl
f0=262.5e6; % 信号中心频率
fl=f0-Bw/2; %最低工作频率
fh=f0+Bw/2; %最高工作频率
T=100e-6; %LFM信号脉宽
Bs = 3e6; %每个信道带宽
n=0:N-1;
%------------------------输入信号------------------------
f1=242.5e6; % chirp1 中心频率
f2=267.5e6; % chirp2 中心频率
SNR = 10; %信噪比
t=-T/2:1/fs:T/2-1/fs;
w1=2*pi*f1;BW1=600e3;%chirp1带宽
w2=2*pi*f2;BW2=300e3;%chirp1带宽
z1t=cos(w1*t+BW1/T*pi*t.*t); % chirp1
z2t=cos(w2*t+BW2/T*pi*t.*t); % chirp2
zt=z1t+z2t+(10.^(-10/20))*randn(1,length(t));%信号+噪声
DFzt=fft(zt);DFz1t=fft(z1t);DFz2t=fft(z2t);%信号的频谱
figure(1)
subplot(3,2,1);plot(0:(fs*T-1),zt);title('时域');ylabel('zt=chirp1+chirp2+noise');
subplot(3,2,2);plot((-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T))*fs,abs(DFzt));title('频域');
subplot(3,2,3);plot(0:(fs*T-1),z1t);ylabel('chirp1');
subplot(3,2,4);plot((-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T))*fs,abs(DFz1t));
subplot(3,2,5);plot(0:(fs*T-1),z2t);ylabel('chirp2');
subplot(3,2,6);plot((-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T))*fs,abs(DFz2t));
%---------------------------设计低通滤波器------------------------------
f = [Bs,1.5*Bs]/fs; m1 = [1,0];
Rp=1;Rs=40;
dat1 = (10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1);
dat2 = 10^(-Rs/20);
rip = [dat1,dat2];
[MM,ff,mm,ww] = remezord(f,m1,rip);
hh = remez(N-1,ff,mm,ww);
figure(2)
freqz(hh); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %----------------直接低通滤波---------------
for k=0:M-1
z1h=conv(z1t,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M));
z2h=conv(z2t,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M));
zh=conv(zt,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M));
m=0:size(t)-1;
W=exp(-j*2*pi/M*m*k);
z1w=z1h.*W;
z2w=z2h.*W;
zw=zh.*W;
z1k_temp=reshape([z1w,zeros(1,M-rem(length(z1w),M))],M,[]);
z2k_temp=reshape([z2w,zeros(1,M-rem(length(z2w),M))],M,[]);
zk_temp=reshape([zw,zeros(1,M-rem(length(z1w),M))],M,[]);
z1k(k+1,:)=z1k_temp(k+1,:);
z2k(k+1,:)=z2k_temp(k+1,:);
zk(k+1,:)=zk_temp(k+1,:);
if k figure(3) subplot(7,5,k+1); plot([0:length(zk_temp)-1]*pi/length(zk_temp),real(zk(k+1,:))); temp1 = ['\fontsize{12}\bf通道' num2str(k)]; axis([0 pi -.6 .6]);title(temp1); set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12); figure(4) subplot(7,5,k+1); plot([0:length(zk_temp)-1]*pi/length(zk_temp),abs(fft(zk(k+1,:)))); axis([0 pi 0 35]);title(temp1); set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12); end end figure(5) plot(real(zk(12,:))) title('通道11波形'); zk_fft = abs(fft(zk(12,:)))/max(abs(fft(zk(12,:)))); figure(6) plot(((0:length(zk_fft)-1)*Bs/length(zk_fft)),fftshift(zk_fft)) xlabel('频率');ylabel('归一化幅度'); title('通道11信号频谱'); figure(7) plot(abs(xcorr(zk(12,:),zk(12,:)))) xlabel('通道11脉压结果'); figure(8) plot(real(zk(20,:))) title('通道19波形'); zk_fft = abs(fft(zk(20,:)))/max(abs(fft(zk(20,:)))); figure(9) plot(((0:length(zk_fft)-1)*Bs/length(zk_fft)),fftshift(zk_fft)) xlabel('频率');ylabel('归一化幅度'); title('通道19信号频谱'); figure(10) plot(abs(xcorr(zk(20,:),zk(20,:)))) xlabel('通道19脉压结果'); 第三题源程序： %============================================================% %软件无线电第三大题 %求圆阵的DBF方向图 %============================================================% clear all;close all;clc; c=3e8;%光速 f0=1e9;%发射信号载频 fs = 1000;%采样频率 lambda=c/f0;%发射信号波长 r = 0.8;%圆阵半径 N=30;%圆阵个数 n=0:N-1;%30个圆阵编号 M=100;%快拍数 m=1:M; theta0 = 0;%目标角度，单位为度 theta1 = 30;%干扰所在角度，单位为度 SIR = 30;%dB %信干比 theta = -50:1:50;%角度扫描范围 L = length(theta); p=zeros(1,L); a0=exp(j*2*pi*r/lambda*cos(theta0*pi/180-2*pi/N*n'));%目标导向矢量 a1=exp(j*2*pi*r/lambda*cos(theta1*pi/180-2*pi/N*n'));%干扰导向矢量 for theta3=-fix(L/2):1:fix(L/2) a=exp(j*2*pi*r/lambda*cos(theta3*pi/180-2*pi/N*n')); p(theta3+fix(L/2)+1)=a0'*a; end P0 = abs(p).^2./max(abs(p).^2); figure plot(theta,10*log10(P0));title('圆阵天线指向0度的方向图'); xlabel('方位角(度)');ylabel('归一化阵列响应(dB)');grid on %==============================================================% %capon自适应波束形式 S=exp(j*2*pi*f0*m/fs);%信号 J=randn(1,M);%干扰 X=10^(SIR/10)*a0*S+a1*J+randn(N,M);%总的接收信号 R=1/M*X*X';%求接收信号的相关函数 a3=exp(j*2*pi*r/lambda*cos(ones(N,1)*theta*pi/180-2*pi/N*n'*ones(1,L))); P1=1./diag(a3'*inv(R)*a3); figure plot(theta,10*log10(abs(P1)/max(abs(P1))));grid on; xlabel('方位角(度)');ylabel('归一化阵列响应(dB)');title('capon自适应波束形成的方向图'); 1. 软件无线电是什么 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。 <<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 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 软件无线电系统综述 [摘要] 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。本文介绍了其系统的软硬件组成和发展情况。 [关键词]软件无线电GNU Radio USRP 一、引言 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。软件无线电将把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。 二、软件无线电系统简介 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。 上图表示一个典型的软件无线电处理流程图。为了理解无线电的软件模块,首先需要理解和其关联的硬件。在这个图中的接收路径上,能够看到一个天线,一个RF前端,一个模拟数字转换器ADC和一堆代码。ADC是一个连接连续模拟的自然世界和离散的数字世界的桥梁。 三、软件无线电软件平台GNU Radio GNU Radio是一种运行于普通PC上的开放的软件无线电平台,其软件代码设计完全公开。基于该平台,用户能够以软件编程的方式灵活地构建各种无线应用。 GNU Radio是一个对学习,构建和部署软件定义无线电系统的免费软件工具包。GNU Radio是一个无线电信号处理方案。它的目的是给普通的软件编制者提供探索电磁波的机会,并激发他们聪明的利用射频电波的能力。 它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构 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） 移动通信系统中的软件无线电技术 本文由lijiangtao2323贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 汪汉新等: 移动通信系统中的软件无线电技术 移动通信系统中的软件无线电技术 汪汉新, 陈亚光 ( 中南民族大学电信学院湖北武汉430074) 摘要: 软件无线电是在通用的、开放的硬件平台上采用软件技术来实现无线通信系统的各种功能的通信技术。本文介绍了软件无线电的基本概念、主要特点, 分析了实现软件无线电的关键技术及其在第三代移动通信系统中的应用前景。关键词: 移动通信; 软件无线电; 可编程数字器件; 无线通信中图分类号: TN 92915 文献标识码: B 文章编号: 1004 373X ( 2003) 17 000 03 Sof tware Rad io Technology for M ob ile Comm un ica tion System W AN G H anx in, CH EN Yaguang (Co llege of E lectron ics and Info rm ation, Sou th cen tral U n iversity fo r N ationalities, W uhan, 430074, Ch ina) M A 、北美的 CDM A 2000 和中国的 TD p ap er in troduced softw a re radio concep tion and cha racteristic, ana lyzed the key techn iques fo r softw a re radio and described the p er2 1 引言 成电路技术的进步和芯片处理速度的不断提高, 特别是数字信号处理器 (D SP ) 、现场可编程门阵列 (FPGA ) 等可编程数字器件的快速发展而产生的一种 新的无线通信技术。传统的基于专用集成电路 (A S IC ) 的无线通信系统的全部功能由硬件实现, 只能工作于单一频段、单一调制方式, 不同体系结构的通开放的硬件平台上采用软件技术通过可编程的 D SP , 信系统难以相互沟通。软件无线电则是在一个通用的、 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？ 基于D S P的软件无线 电系统设计与实现Revised on November 25, 2020 基于DSP的软件无线电系统设计与实现 1 引言 软件无线电是一种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无线电通信体系结构。它将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成通用的硬件平台，并通过软件加载实现各种无线电通信功能的一种开放式体系结构[1]。将软件无线电技术应用于移动通信领域，能够大量节省改造移动通信网络的费用，又缩短了研究到应用的周期。 软件无线电的关键技术包括：开放式总线结构及实现、智能天线技术、高速A/D技术、数字上/下变频技术，高速数字信号处理技术、信令处理技术[2]。本文在分析软件无线电基础上设计，采用TMS320VC54X系列DSP芯片与软件结合，通过基本电路和扩展电路并辅以相应的软件设计实现无线电通信功能，并设计了标准串行接口使之可同多种通信终端连接，具有很高的实用性。 2 软件无线电结构 软件无线电的核心思想是将A/D、D/A尽可能地靠近天线，尽早地将天线接收下来的模拟信号数字化，DSP对 A/D转换后的数字信号进行同步提取（载波恢复、时钟恢复和帧同步）、信号调制样式的自动识别、信道解码、信源解码、信号特征提取。理想的软件无线电结构如图1所示， 其中接收机部分是对无线电接收到射频信号直接进行全宽带A/D转换，转换后的高速数据流送DSP处理，最后由窄带D/A转换为语音、数据或者图像输出。 图1 理想的软件无线电接收结构 然而，由于目前A/D器件采样率、输入带宽无法满足所述软件无线电结构要求，而且后续的DSP也无法实时处理大量的高速数据流，在实际应用中，软件无线电主要采用折中方案，主要是：一方面把射频信号通过混频搬移到中频带通采样，使得A/D采样率、输入带宽满足系统要求；另一方面是在DSP前加数字下变频器[3][4]。 3 系统总体设计方案 根据以上分析，并根据软件无线电的功能要求，主要包括以下几部分：射频处理（含天线）前端、高速A/D、D/A、数字上/下变频器、数字信号处理部分（DSP）以及外围接口电路。（其设计框图如图2）主要器件的部分的功能如下： （1）DSP5416模块：以TMS320VC5416 高性能定点DSP 为整个系统的核心，采用流水线指令执行结构和相应的并行处理结构控制系统的运行并完成全部基带处理功能，如信号检测、同步获取、解调等基本功能，还要完成加密、纠错、均衡等功能。 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 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 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。 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： 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 龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/da14007217.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(个人整理)
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
软件无线电发展现状
软件无线电技术论文
软件无线电系统综述
软件无线电(software radio)
软件无线电的历史和发展趋势
移动通信系统中的软件无线电技术
软件无线电.期末考试
基于DSP的软件无线电系统设计与实现
软件无线电的应用
软件无线电的兴起_特点及其关键技术
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软件无线电技术简介及特点应用
4G中软件无线电技术的应用
软件无线电的主要原理及技术
软件无线电论文完整版
浅谈软件无线电技术及其应用