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时间:2019-06-14
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1、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力要求减少功能单一、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(softwareradio)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 软件无线电电系统。简
2、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。 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(DigitalSignalProicesser,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(AnalogDigitalConverter,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
3、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),实现不同保密结构、网络协议和控制终端功能等。 可实现的软件无线电,称做软件定义的无线电(SoftwareDefinedRadio,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
4、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。编辑本段模型 模型软件无线电的功能模型,可以无线电的功能划分为信道集、信道编/解码、信息安全、服务与网络支持、信源编/解码和信源集。其中,信道集包括:RF信道、同时性、多波段传播、有线互操作性以及为了控制服务质量(QoS)自动采用多信道(或模式)。服务和网络支持包括:多路复用,建立与控制,数据服 软件无线电务和网络互连(有线及互联网标准,包括移动性)。联合控制包括:联合信源/信道编码,动态QoS与本地控制,处理资源管理(综合用户和网络接口,多用户、多波段、多模式能力)。多个性即多波段
5、、多模式、灵巧服务以及与传统模式的互操作。SDR的个性包括:射频(RF)波段、信道集(例如控制和业务信道)、空中接口波形及有关功能。演进支持功能可以支持软件及无线电平台的演进。射频(RF)波形即空中接口;中频(IF)波形包括大多数空中接口,但信号被滤波及变换到IF处理。保护比特即加密比特。而明比特是非加密比特。网络比特符合网络协议,源比特适合解码器。多个性是通过软件对象接口下载到无线电的。这些接口是软件无线电的“横向(水平)”接口,它形成信源和信道之间的信号流与控制流。编辑本段结构1、软件无线电基本体系结构 理想的软件无线电是多频段、多模式、开放式体系结构,其无线
6、功能通过加载软件来实现,从而提供多种无 基本体系结构线电通信业务。软件无线电的基本平台包括:天线、多频段射频(RF)转换器、宽带A/D(D/A)转换器和DSP处理器等,如图所示。 软件无线电将A/D和D/A向RF靠近,由基带移到中频甚至到射频,用可编程能力强的DSP或FPGA器件代替专用的数字电路,进行A/D后的一系列处理,使系统硬件结构与功能相对独立,这样就可以基于一个相对通用的硬件平台,通过软件实现不同的通信功能,并可对工作频率、系统频宽、调制方式、信源编码加以编程控制,系统灵活性大大增强。功能强大的软件开发工具可以根据通信技术的最新发展和需求,修改各工作模
7、块以实现系统升级。2、短波软件无线电的结构 短波软件无线电主要有三种实现结构:射频全频段数字化采样、中频数字化采样结构、虚拟无线电结构。 (1)射频全频段数字化采样 依据器件水平,短波软件无线电的射频全频段数字化采样尚不能实现。按照Nyquist采样定理对短波频段采样速率至少需要70Msp/s,短波频段通信对ADC的动态范围要求为120dB~130dB,A/D是每bit提供6dB动态范围。这样对短波全频段采样需要130/6≈22bits,ADC达不到此要求。 (2)中频数字化采样结构 如图所示,中频采样是将射频信号预处理后,模拟变频到中频进行A/D采样
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