第3章软件无线电的系统组成ppt课件.ppt

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1、第3章软件无线电的系统组成3.1引言。3.2软件无线电系统的组成。3.3软件无线电系统接收机。3.4软件无线电发射机。3.5应用举例。3.6本章小结。3.1引言软件无线电是一种令人激动的无线技术。它在军事和民用通信领域中取得了广泛的应用，是继数字技术后的一个重大变革。与学习通信原理和数字信号处理等课程不同，学习软件无线电，是学习一种新的无线体系结构。软件无线电是可以用一种无线设备面对多种通信需要的技术。与一般的电子系统相同，软件无线电系统也是由硬件子系统、软件子系统构成的。软件无线电是一种新型的无线体系结构，它通过硬件和软件结合，使无线网络和用户终端具有可重配置能力。软件无线电提供

2、了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效、而且相当经济的解决方案，它可以通过软件升级实现新的系统功能。3.2软件无线电系统的组成软件无线电是这样一种无线技术：这种技术配置一个无线设备，就可以使用于任何通信应用中。例如：即可以用于移动网络的手机、传呼机、卫星接收机终端，又可以用于简单的收音机、音乐播放器、视频播放机、汽车遥控器等等。图3-1为软件无线电的技术设想。在一个软件无线电设备平台上，通过软件升级：软件下载、重配置，就可以实现不同的无线设备功能。3.2.1软件无线电系统的模型为了实现上述软件无线电的技术设想，首先需要建立软件无线电系统的模型，然后，构建软件无线电的体系结构

3、。软件无线电技术，是在数字无线电技术的基础上发展起来的。基本的数字通信系统结构框图如图3-2所示。1.由数字无线电到软件无线电软件无线电经历了以下发展过程：（1）由硬件无线电到数字无线电。（2）从数字无线电到软件无线电。在硬件无线电中，系统的功能完全由各种特定功能的固定电路模块：如放大器、滤波器、变频器、调制器等等组合而成，其功能不可能发生任何改变。若要改变系统功能，需要更换硬件模块。在数字无线电中，通过模拟/数字变换器、数字/模拟变换器以后，许多原先由硬件完成的功能，可以由软件来实现了。但是，数字无线电系统的可重编程、可重配置能力较差，系统的主要功能不易发生改变。在软件无线电中，

4、不仅原来由硬件完成的大部分功能，如：编码、调制、同步、滤波等等功能，都要由软件系统利用数字信号处理技术来完成。而且，系统的可重编程、可重配置能力提高了。2.软件无线电的系统模型数字无线电与可下载软件技术结合，就形成了具有可重编程、可重配置能力的软件无线电技术。软件无线电的系统模型如图3-4所示。软件无线电系统包括以下几部分：（1）天线子系统。（2）射频部分。（3）模拟/数字转换器、数字/模拟转换器。（4）数字信号处理部分。3.2.2软件无线电的体系结构软件无线电的体系结构，是指一个全面、一致的功能、组件、设计原则的集合，依靠它可以组织、设计、构建一个软件无线电系统。软件无线电系统结

5、构，是实现软件无线电概念的设计结构，包括硬件、软件、接口协议等等部分。1.软件无线电系统的基本组成一个实际的软件无线电系统的基本组成如图3-5所示。2.信号的收发过程软件无线电系统接收信号的过程如下：（1）天线接收模拟无线电信号。（2）信号经过天线耦合到射频部分。（3）经过下变频降低频率。（4）模拟信号由ADC经过采样、量化、编码，得到数字信号。（5）数据经数字信号处理，存储或输出给信宿。3.2.3软件无线电系统的实现为了实现软件无线电系统，可以有两种不同的方法：（1）按照组成系统的物理介质，划分系统的硬件结构。（2）按照系统中各功能模块的连接方式，划分系统的体系结构。这两种方法不

6、是完全分开的，任何硬件平台的构成，都同时包含了这两个方面的设想与问题。1.按照系统的物理介质按照组成软件无线电系统的物理介质，软件无线电的硬件体系结构，可以划分为以下三种：（1）以通用处理器（GPP：服务器或者桌面计算用的CPU芯片）为基础、直接采用个人计算机（PC）和工作站进行数字信号处理的体系结构。（2）以数字信号处理器（DSP：专门为快速实现各种数字信号处理算法所设计的、具有特殊结构的微处理器）为基础进行数字信号处理的体系结构。（3）以现场可编程门阵列（FPGA：为专门集成电路的一种半定制电路，综合了定制电路、与可编程期间的优点）为基础进行数字信号处理的体系结构。2.按照系统

7、中各功能模块的连接方式在软件无线电系统中，各个功能模块通过一定的连接方式，组成一个硬件平台。这个平台具有以下特点：（1）开放性。（2）可扩展性。（3）标准性。（4）高数据吞吐率。3.3软件无线电系统接收机软件无线电系统是实现软件无线电思想的具体设备。软件无线电系统的核心是接收机与发射机。本节简要介绍软件无线电系统接收机的概念、原理、技术和实现。3.3.1概述为了实现软件无线电的设想，对软件无线电系统的功能有以下要求：（1）高度集成的软件无线电收发机结构。（2）高度的灵