第二章软件无线电的体系结构ppt课件.ppt

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1、第２章软件无线电的体系结构§2.1软件无线电的系统模型§2.2软件无线电的体系结构软件通信体系结构是根据联合战术无线电系统（JTRS)开发软件，按可配置无线电台的基、本需求而建立的独立于具体应用的软件无线电体系结构，它包括硬件体系结构、软件体系结构等部分。§2.1软件无线电的系统模型§2.1.1通信系统模型传统的通信系统的概、念是发信者使用无线电发射机将信息传送给接收者;接收者使用相应的无线电接收机接收信息,中间通过一定的通信信道。图　传统的通信模型信源处理：将原始信号（如语音）转换成适当的电信号；信道处理：将电信号

2、转换成适合无线电射频（RF）信道传输的波形；传统无线电与软件无线电比较：传统通信需人工干预的控制很少，只有像电源开关、音量控制等几个简单的控制功能；软件无线电在此基础上扩展多频带、多模式、多线程以及多个性化的特点；软件无线电信道可扩展成三部份：可编程的RF/信道接入部份,是对多个射频段和其它信道的接入部份进行自动的接入；中频部份主要是进行滤波、频率变换、波束形成等处理；调制解调部份包括了多种可用的调制技术；信息安全：信息安全中的信息加密技术越来越受到人们的重视,认证技术可以防止欺骗，而传输安全技术可以将信息传输的事实（信

3、息的流向、流量、频度）隐藏起来。函数模块：所有这些函数模块共同实现一个多频段、多模式、多线程以及多个性化的软件无线电节点，它由一个联合控制函数来管理和控制，联合控制保证了系统的稳定性以及系统的自动恢复。联合控制使得系统具有自动选择频带、自动选择数据格式以及自动选择调制方式的功能。软件无线电节点对计算的需求：首先,从信源开始，为了兼容多种信息输入，信源编码要包括所有可能的算法，如话音压缩编码、图像压缩编码、视频信号编号以及多媒体信息编码等算法。其次,对于远程信息输入,在服务和网络支持模块中还要包含与相关网络的互联协议。在信

4、道选择，波束形成算法、频段的选择、调制方式的选择、数据格式的选择等等,都包括了大量的运算需求。最后，一个复杂的联合控制林管理和协调整个系统的正常工作，包括要管理系统的个性化配置以及基本硬件资源（如DSP，FPGA，ASIC等）的支撑软件上，它也需要大量的运算。因此，同样一个多频段、多模式、多个性化的软件无线电节点，当用户选择不同的配置时，系统对运算的需求是有很大的不同的，有可能造成运算资源的冲突。另外，使用过程中某些器件的失效，又会使系统失去一些运算资源，进一步造成运算资源的的短缺。软件无线电节点配置要求：一个软年无线电

5、节点可以进行个性配置，可以改变空间接口的任何方面，如信号是否跳频，是否扩频，当然改变配置后所需要的资源（如运算容量、存储容量，带宽等）不、能超过系统本身所能允许的最大限量。进行了个性化配置的这样一个软件无线电节点，可以将它的新的配置进行上载(Upload)，传给服务供应商(ServiceProvider)或软件无线电基站，而其它需要以这种个性化方式进行通信的节点，就要从空中先进行下载，将配置安装在自身的节点上再进行通信.当然每一个新的个性化配置在使用之前都应先确保其正确性和安全性。软件下载需考虑的问题：软件下载和重新配置

6、对软件无线电的影响是全面的,软件无线电的多层视图可分为物理层、网络层、服务层、应用层。图软件无线电的多层视图1.下载的程度根据下载的内容可分为完全下载和非完全下载。前者是完全替换系统代码,这需要较大的系统资源。部分下载只是替换部份代码,下载量较少，但各层之间的接口通常较稳定。2.各系统之间的通信系统各层间均是相互联系的、共同完成任务的，在软件下载过程中必须保持通信,各单元之间必须有力相互发现,这也称之为绑定。3.下载的内容可分为执行代码和数据两大类。可执行代码就是可供系统主动执行功能的代码；数据是被动的，例如系统的一些参

7、数。4.软件下载的安全保障由于下载软件的来源很多，其核心任务是保证恶意的软件代码不被下载和激活。安全性需要可归纳如下：授权：确认用户可以访问数据或使用网络;完整性：采用加密技术和编码技术保证信息的完整性;隐私：采用加密技术实现;认证：简单口令或高级的加密的技术;认可：接收者和传送者都肯定各自的行为,采用数字签名或适当的协议方法实现;软件无线电原理图的拓扑结构图软件无线电的拓扑结构图中所显示了一个双频带接收机，它可以接收两个射频段（高段或低段）的信号，接收到的射频信号通过射频处理变换到中频，在中频进行采样将信号数字化（AD

8、C），然后通过信道滤波器选出所要的信道，信道选择可以由用户控制。选出所要的信道后，经过调制解调器得到基带信号，然后通过一个声码变成话音输出给用户，在这里，用户可以控制输出声音的音量。用这样一种添加了变换和控制函数怕拓扑结构就可以很简单地表示一个无线电通信系统。拓扑模型的好处：可以明确系统顶层的即插即用接口；可以预测和