软件无线电技术ppt课件.ppt

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1、软件无线电技术西北工业大学电子信息学院一、软件无线电的概况软件无线电技术是最近几年提出的一种实现无线通信的新体系结构。它主要是针对目前无线通信领域存在的一些问题，如：多种通信体系并存，各种标准竞争激烈，频率资源紧张等等。特别是无线个人通信系统的发展，使得新的系统层出不穷，产品生产周期越来越短，原有的以硬件为主的无线通信体制难以适应这种局面，软件无线电则应运而生。1．1软件无线电的起源软件无线电的概念最初是在1992年的全美电信系统会议上由JoeMitola提出的。其基本思想是构造一个通用的开放型可编程硬件平台，通过加载相应的软件模块来实现相应的

2、无线电台功能。在通用平台上，只要更改有关软件，就可以方便的完成对电台功能的修改及扩展，而不必重新设计构造硬件电路系统。这样的无线电台很容易实现与现有或未来的多种电台的兼容，最大限度的满足互通互连的要求，同时可节省大量电台更新时的开发时间和研发经费。软件无线电的需求最早来源于军方，其研究和开发最初也是在军用无线电台中，然而随着其概念的不断完善，软件无线电在过去的十年中从军方的研究逐渐被民间商用移动通信领域所重视。1．2软件无线电的概念由于技术的变化和应用的扩展，有关软件无线电的概念、结构、实现、用途等都在发展之中，目前还很难给出一个严格而全面的定

3、义。软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成基本平台，并通过软件加载实现各种无线通信功能的一种开放式体系结构。软件无线电的关键思想：·将A/D/A尽可能靠近天线·用软件来完成尽可能多的无线电功能对于软件无线电的理解：第一，软件无线电并不是不要硬件，而是把硬件作为一个基本平台。这个平台具有模块化、标准化、以总线方式连接等特点。一个典型的软件无线电平台可以将硬件单元划分为射频、中频、基带、信源和信令等各层，它们具有模块化结构，各层之间的连接通过控制总线和数据总线实现。第二，软件无线电和软件控制的数字无线电（DigitalRadio）

4、有着根本的区别：软件无线电的结构和功能是完全可编程性(包括可编程的射频频段、可编程的信道接入模式、可编程的信号调制解调方式等)，而软件控制的数字无线电台则不能。第三，软件无线电是一种开放的体系结构。这种开放性包含三个方面的含义，即对使用的开放性、对生产的开放性和对研制的开放性。这三个开放性将同时给用户、厂家和科研部门带来好处。1．3软件无线电的优越性软件无线电与传统通信系统相比，其优越性：(1)系统结构通用，功能实现灵活，改进升级方便。高速A/D、D/A为一个标准接口，将RF及IF部分与通用的数字软件部分连接起来，高速A/D/A和数字软件部分只

5、要带宽与处理能力满足要求，都具有很高的通用性；(2)提供不同系统互操作的可能性；更大范围内实现了通信资源的共享；(3)复用的优势。由于其结构的一致性，使得模块化的思想得以很好地实现，而模块的通用性，使得不同的系统及其本身的升级系统很易复用；(4)软件生存期决定了通信系统的生存期。由于软件开发成本较小，降低了更新换代成本；(5)软件实现的系统主要功能，更易于采用新的信号处理手段，提高系统抗干扰性能。二、软件无线电的体系结构2．1标准的软件无线电体系结构2．2软件无线电体系结构的分类二、软件无线电的体系结构软件无线电的核心思想是：在尽可能靠近天线的

6、地方使用宽带的Ａ/Ｄ和Ｄ/Ａ转换器，尽早的完成数字化，从而使无线电台的功能尽可能用软件来实现。2．1标准的软件无线电体系结构一个标准的软件无线电台的结构如图1。宽带及多频段天线RF部分A/DD/ADDCDUC高速DSP/专用可编程处理器低速DSP计算机语音图1软件无线电系统结构框图其结构按功能分为三部分：实时信道处理、环境管理及在线和离线的软件工具。实时信道处理包括天线、射频(RF)处理、中频(IF)处理、基带处理、比特流处理和信源处理六部分。环境管理的对象是信道，通常是信道的识别和其它参数的估计。在线和离线的软件工具，用于增强服务功能或离线软

7、件系统分析，开发环境支持。移动台窄带A/D/A（各种信源编码方式）可编程处理器宽带A/D/A射频转换器用户移动台高度集成的通用硬件结构语音数据图像传真基地台实时处理可编程处理器宽带A/D/A射频转换器联机软件可编程处理器脱机软件业务开发PSTN或其他通信网射频接口图2应用于移动通信中的软件无线电功能体系结构2．2软件无线电体系结构的分类（1）基于DSP的设计主要代表是美军的Speakeasy多频段多模电台。Speakeasy多频段多模电台是一种军用软件无线电系统，用软件编程实现用户参数或波形改变，而无需重新设计和构建无线电设备，使多种通信系统互

8、联，包括多种不同频段、通信制式、组网方式、调制方法、编码方式等。大部分信号用通用可编程DSP处理，另一部分如高速FFT和扩频匹配滤波器等，为达到实时处