浅谈软件无线电中虚拟无线电技术

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1、浅谈软件无线电中虚拟无线电技术　　摘要：软件无线电是对传统无线电通信体系的一次重大改革。它摆脱了硬件体系结构的束缚，是解决不同通信体制之间互相操作问题和开展多种通信业务的最佳途径，具有巨大的商业和军事价值。虚拟无线电的概念是在SpectrumWare项目的支持下提出来的。这个项目致力于建立一个理想化的无线电结构，充分利用工作站提供的资源。使这样一个无线电结构不尽能提供丰富功能，而且还能以与众不同的方式实现传统的功能，这样的一个理想话的无线电结构被称之为虚拟无线电结构。用两台PC机仿真DRM发射机，信道和DRM接收机。就可以实时地对语音进行录音、编码调制、发送及播放等，为我国的中短波数字

2、调幅广播试验提供了一个很好的演示平台。关键字：软件无线电；虚拟无线电；PC机仿真1软件无线电系统研究背景与现状无线电通信在社会生活、经济发展和国防建设中发挥着极其重要的作用。近二十年来，随着微电子技术、计算机技术、VLSI技术和软件技术的飞速发展，无线电通信也经历了却日益增强；使用频段由低到高，调制方式由AM，6FM到数字调制：多址方式由FDMA到TDMA，CDMA；传递信息由电报、语音发展到数据和多媒体。无线电通信技术，尤其是移动通信技术的迅猛发展。早在70年代末英国的Romsey公司为了研究解决频谱拥挤问题的方法，制造了第一个军用“软件无线电”系统[2]。它工作在很低的频率，在中频

3、对信号采样后送入8085处理器，用软件进行后续处理。受当时技术水平的限制，该系统结构复杂，造价昂贵，但它验证了直接对低载频信号进行采样的可行性。软件无线电是对传统无线电通信体系结构的一次重大革新。它使通信系统摆脱了硬件结构的束缚，在系统结构相对通用和稳定的情况下，可以拓展多种服务。因此，软件无线电己成为解决不同体制之间互操作问题和开展多种业务的手段，具有巨大的商业和军事价值。目前以美国和西欧为主导的各国都在积极地致力于软件无线电技术的研究和系统的开发。2软件无线电模型理想中的软件无线电平台要由几部分构成：RF模块与天线子系统AlD/A模块、由DSP芯片织成的高速处理模块。软件无线电的基

4、本思想是：直接对RF信号进行采样，通过加载软件模块来实现所需的功能，包括以前由专用硬件完成的信道检测、调制解调，以及编码解码等等。3DRM系统的软件模拟DRM使用COFDM技术，是OFDM6调制与信道编码的组合。所有的编码音频和相关数据，都均匀分配到多个相邻载波上，而所有载波都在分配的传输频道中。当前30MHz以下无线电广播频道带宽为9/10kHz。DRM系统可用于：1标准带宽，以满足当前规划的情况；2半带宽（4.5/5kHz），允许与模拟调幅信号联播；3双倍带宽（18/20kHz），在频率规划允许时可提供更大的传输容量。系统的输入基本上可分为音频/数据信号和信息数据信号两大类，各有其

5、不同的用途，所以在信号处理上略有不同，应该根据信号和节目材料的类型，选择适合的编码参数，才能达到数字DRM系统的信号质量。主业务信道最终要加到信道编码器中，其形成过程简述如下只能传送一套节目的单一性。DRM系统采用COFDM方案，其发射机是将语音和数据信息通过信源编码变为数字信号，然后通过信道编码有选择地加入冗余保护，再通过OFDM调制、上变频后发送到DRM广播的MW/SW频段。DRM接收机将接收信号下变频为中频信号，再进行同步、信道估计、信道解码、信源解码后得到原来的语音和数据信息。4DRM系统的关键技术信源编码主要解决数据存储、交换和传输的有效性问题，即通过对信源数据率的压缩，力求

6、用最少的数码传递最大的信息量。6DRM系统中应用了SBR（频带恢复）技术，它是一种在低比特率下获得完全音频带宽的音频编码增强方法，可与AAC和CELP联合应用，构成目前能力最强的压缩方法。使用SBR的目的是重建音频信号中被编码器丢失的高音段。为了更好地实现这个目的，需要在音频比特流中传送某些边信息。SBR可以将普通低比特率编解码系统带宽提高到等于或大于模拟FM音频带宽（15kHz）。在语音编码时，SBR还可以提升窄带语音编解码系统性能，给播音员提供12kHz的音频带宽，用于多语言广播等。由于多数语音编解码系统都是窄带的，SBR的重要作用不仅在于提高音质，而且可用于提升语音的清晰度和语音

7、的可懂度。OFDM技术对频率偏移非常敏感，这种频率偏移是由于信道的多普勒频移和振荡器的不稳定，破坏了接收端各子载波间的正交性。频率偏移会造成ICI，而采样时刻不准确的后果是ISI，严重时接收机将完全不能识别调制在原信号中的信息。OFDM系统对时域偏差的敏感性要比单载波系统好一些，但是，频域上频率的很小偏移却会产生很大的误码率，因此，如何精确估计频偏非常重要可以人为在发送端加一些辅助序列，使得接收端能够基于最大似然法正确估计时域偏移和频域偏移。5