软件无线电技术探讨

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1、INTELLIGENCE科技天地软件无线电技术探讨湖北孝感学院物理与电子工程系李登黄侃摘要：随着计算机技术、微电子技术、自动控制技术等的发展，通信技术正在发生翻天覆地的变化。由于通信技术的迅速发展，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，新老通信体制共存，使各种通信系统之间的互联变得更加复杂、困难。在这种情况下，软件无线电技术应运而生，并由于其灵活性、通用性的特点在商用和军用无线电通信领域显示出其强大的吸引力。关键字：软件无线电数字信号处理数字上/下变频1、引言随着通信技术不断地从模拟向数字化转变，现代无线系统越来越多

2、的功能靠软件实现，因此产生了新一代的无线通信技术————软件无线电(softwareradio)。完整的软件无线电概念和结构体系是由美国MILTR公司的JeoMitola于1992年5月首次明确提出的。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。2、软件无线电的基本结构软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，强调体系结构的开放性和全面可编程性。典型的软件无线电的组成结构如图1所示。图1软件无线电基本结构图软件无线电系统可以分为三部分：射频处理部

3、分、中频处理部分及基带处理部分。硬件平台主要由天线、射频前端、宽带A/D-D/A、通用和专用数字信号处理器组成。3、信号采样理论软件无线电的核心就是要使模/数、数模转换近可能的靠近天线，对信号尽可能早的进行采样，使信号处理在数字化的基础上进行。因此软件无线电首先关心的问题就是如何对感兴趣的模拟信号进行采样，以及采样速率应该取多大。这些都是软件无线电中的基本理论，也是关键理论。3.1基本采样理论--Nyquist采样定理[1]将连续的模拟信号变成数字信号是实现信号数字处理的必要步骤。要想使抽样处理后的信号能够恢复原来的模拟信号，抽样就必

4、须满足一定的条件，这就是Nyquist采样定理，具体描述如下:设有一个频率带限信号x（t），其频带限制在(0,fH)内，若以不小于fs=2fH的采样速率对x（t）进行等间隔采样，得到离散的采样信号x（n）（nTs=x）。采样定理的意义在于，时间上连续的模拟信号可以用时间上离散的采样值来取代，这就为模拟信号的数字化处理奠定了基础。3.2带通信号采样理论一般通信系统中需要处理信号都是带通信号，其信号带宽远远低于载波频率，如果用Nyquist采样定理对其采样，则需要很高的采样率，因此对这种在(fL，fH)上的带通信号用带通采样定理来采样，可

5、以大大降低采样速率。设有一个频率带限信号x（t），频率分布在(fL，fH)上，如果其采样速率fs满足：fs=2(fL，fH)（3-1）（2n+1）式中，n能满足fs叟2（(fH-fL）的最大正整数（0，1，2，…）则用fs进行等间隔采样所得到的信号采样值x（nTs地确(，)）能准确定原信号x（t）。式(2-1)用带通信号的中心频率f0和频带宽度B也可表示4f0为：fs=2n+1(3-2)式中，f0=fL+2fH，n能满足fs叟2B（B为频带宽度）的最大正整数。由式(2-2)可见，当频带宽度B一定时，为了能用最低采样速率即两倍频带宽度速

6、率（fs=2B）对带通信号进行采样，带通2n+1信号的中心频率必须满足：fs=2n+1B(3-3)或fH+fL=（2n+1）B也即信号的最高（或最低）频率是带宽的整数倍。也就是说任何一个中心频率为f0n1，3……）带宽为B的带通信（n=0，2，号均可以用同样的采样频率fs=2B对信号进行采样，这些采样均能表示位于不同频段（中心频率不同）的原信号x（0t），（t）x1，x2……（t）就是带通采样定理，带通采样可以以远低于2倍信号最高频率的采样频率对信号进行采样，大大降低了对采样速率的这(，)要求，它可以将一个在射频段或者中频段的带通信号

7、向下搬移为较低中频信号或者基带信号。由于软件无线电所覆盖的频率范围一般比较宽，比如从0.1MHz到2.2GHz，如果采用Nyquist采样，则至少需要4.4GHz的采样速率，在目前来说是不太现实的，因此必须用带通采样技术，采用较低的采样速率对信号采样。4、结束语一项主要技术的发展都会带来相关产业的发展，软件无线电也不例外。目前全世界软件无线电的参与者正致力于确定软件无线电技术在产业价值链中的定位。软件无线电的许多潜在效益存在于价值链的不同层次上，但由于更多的功能是在软件上开发，新业务的推出和升级是在软件上实现的，因此最终的产值将从硬件

8、向软件转移。参考文献[1]杨小牛，楼才义，徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京:电子工业出版社，2001.[2]钮心忻，杨义先.软件无线电技术与应用[M].北京:北京邮电大学出版社，2000.[3]吴利民，薛峰，吴宁