软件无线电(个人整理)

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软件无线电的原理与应用pdf

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软件无线电的原理与应用1. 简介软件无线电(Software-Defined Radio,简称SDR)是一种通过软件控制而不是硬件电路来实现无线电通信的技术。

通过使用软件无线电技术,可以实现对无线电信号的灵活处理和调整,极大地提升了无线通信系统的灵活性和适应性。

2. 软件无线电原理软件无线电的原理是基于数字信号处理的技术,通过将无线电信号转换为数字信号进行处理。

具体步骤如下:2.1 信号采集软件无线电使用无线电频率下的天线将无线电信号转换为电信号,并通过模拟到数字转换器(ADC)将其转换为数字信号。

2.2 数字信号处理经过信号采集后,信号被传输到数字信号处理单元。

在数字信号处理单元中,信号进行解调、滤波、调制等操作,以提取出所需的信息内容。

2.3 软件控制软件无线电技术的核心是通过软件控制对信号进行处理。

软件控制可以灵活地调整无线电通信系统的参数和功能,以适应不同的应用需求。

3. 软件无线电的应用3.1 无线电通信软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域。

与传统的硬件无线电相比,软件无线电可以实现更灵活的通信方式和更高的通信效率。

软件无线电还可以应用于频谱监测、频率跳变通信等特殊通信场景。

3.2 网络安全软件无线电技术在网络安全领域也有重要应用。

通过使用软件无线电,可以实现对无线通信的安全监测和加密处理,有效防止无线通信受到黑客攻击和信息窃取。

3.3 物联网软件无线电技术在物联网领域具有广泛应用前景。

通过软件无线电,可以实现对物联网设备的远程监控和管理,提升物联网系统的可靠性和灵活性。

3.4 天文学软件无线电技术在天文学研究中也有重要应用。

通过软件无线电,可以接收和处理来自宇宙的微弱无线电信号,帮助科学家研究宇宙起源、星系演化等重要问题。

4. 软件无线电的优势4.1 灵活性软件无线电技术可以通过改变软件的配置和参数来实现不同的无线电通信功能,极大地提高了系统的灵活性和适应性。

4.2 可升级性通过软件控制,软件无线电系统可以进行远程升级和更新,无需更换硬件部件,提高了系统的可升级性和维护性。

精品文档-软件无线电原理与技术(向新)-第2章

精品文档-软件无线电原理与技术(向新)-第2章

第2章 软件无线电硬件体系结构 图2-3 总线式结构示意图
第2章 软件无线电硬件体系结构
但是,多个功能模块以时分复用的方式通过公共系统总线完 成信号传输,这对系统总线的性能提出了很大的挑战,总线成为 系统功能扩展的瓶颈,特别是在实时性要求高的通信系统中。因 此,总线必须具有高速率,能提供复杂控制,便于功能扩展(可 集成未来更高性能的处理器)的功能。另外,软件无线电总线式 结构还应该具有以下特点:
第2章 软件无线电硬件体系结构
2.2 硬件体系结构 关于软件无线电硬件体系结构的划分,通常有两种方法:一 是按照构成硬件平台的物理介质划分;二是按照系统中各功能模 块的连接方式划分,即各功能模块如何互联,从而组成一个开放 的、可扩展的、标准的,同时具有较高数据吞吐率的硬件平台。 上述两种划分方法不是截然分开的,因为任何硬件平台的构成都 同时包括了这两方面的问题。
第2章 软件无线电硬件体系结构
软件无线电体系结构是实现软件无线电概念的具体设计结构, 包括硬件、软件和接口协议等部分。软件无线电体系结构是软件 无线电技术的核心。软件无线电体系结构的设计必须综合考虑无 线通信的技术现状和长远发展,具有融合各个通信标准的能力。 从广义上讲,软件无线电的专门技术和相关技术(也是软件无线 电的技术基础) 都属于软件无线电体系结构的研究范围,如软件 设计技术、宽带天线和多频段射频模块技术、电磁兼容技术、材 料技术、抗干扰和保密技术等。
第2章 软件无线电硬件体系结构
DSP:即数字信号处理器(Digital Signal Processor),是 指专门为快速实现各种数字信号处理算法而设计的具有特殊结构 的微处理器。
FPGA: 即现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array),它是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础上进一步发 展的产物。FPGA是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制 电路出现的,它既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程 器件门电路数有限的缺点。

软件无线电

软件无线电

软件无线电软件无线电技术是指利用计算机软件技术实现无线电设备的控制、信号处理和通讯操作。

它的出现对无线电通讯技术的发展起到了重大的推动作用,使得无线电通讯技术向着数字化、智能化、高效化的方向不断发展。

软件无线电技术的起源可以追溯到20世纪80年代,当时计算机技术的发展以及数字信号处理技术的进步为软件无线电技术的兴起提供了技术基础。

1983年,美国开发了第一套软件无线电系统——软件电台(Software Radio),该系统通过DSP芯片实现了数字信号的采集、处理和发送。

这套系统的出现标志着软件无线电技术进入了实用化阶段。

软件无线电技术的主要特点是可编程性、可重构性和灵活性。

这些特点使得软件无线电可以符合不同的使用场景和应用需求。

比如,可以根据不同的频段、不同的调制方式以及不同的传输速率进行定制,实现智能化控制和自适应调整。

软件无线电技术的应用领域非常广泛,其中最主要的包括:航空航天、国防军事、广播电视、移动通信等。

在航空航天领域,软件无线电技术可以用于卫星通信、飞行控制、导航等方面,提高了通信的可靠性和精度;在国防军事领域,软件无线电技术可以用于军事通信、雷达和电子战等方面,提高了作战效率和战场指挥的精度;在广播电视领域,软件无线电技术可以用于数字电视、数字音频广播等方面,提高了广播电视的质量和体验;在移动通信领域,软件无线电技术可以用于3G、4G、5G等无线通信标准,提高了通信速率和网络容量。

软件无线电技术的发展趋势主要是数字化、网络化和智能化。

数字化是指数字信号处理技术的不断发展,使得传输速率和信道利用率不断提高;网络化是指软件无线电技术不断向网络化方向发展,构建起基于IP网络的无线电通信系统;智能化是指软件无线电技术逐步引入人工智能和机器学习技术,实现了更智能的调制方式、自适应调整和故障预测等功能。

当然,在软件无线电技术发展的过程中也会遇到很多挑战,如信号干扰、频谱管理问题、网络安全和隐私问题等。

软件无线电方案

软件无线电方案

软件无线电方案引言软件无线电(Software-defined radio,简称SDR)是一种利用软件控制实现的无线电通信技术。

相对于传统的硬件无线电,SDR具有灵活性高、适应性强、可扩展性好等优势,因此在通信领域中得到了广泛的应用。

本文将介绍软件无线电的背景和原理,并探讨几种常见的软件无线电方案。

软件无线电的背景和原理软件无线电的定义软件无线电,简称SDR,是一种利用软件控制硬件无线电系统的通信技术。

与传统的硬件无线电相比,SDR通过将传统硬件中的信号处理和调制解调等功能转移到软件中实现,从而实现了无线电系统的灵活性和可扩展性。

软件无线电的原理软件无线电的原理基于软件定义的射频(RF)前端和数字信号处理(DSP)技术。

具体来说,软件无线电的原理可分为以下几个步骤:1.RF前端信号采集:利用射频前端设备,如天线、滤波器和放大器等,将无线电信号转换为电信号。

2.模数转换(ADC):将模拟信号转换为数字信号,以便后续的数字信号处理。

3.数字信号处理:通过使用DSP技术对数字信号进行处理,包括滤波、解调、解码、编码等。

4.数字信号生成:将数字信号转换为模拟信号,以便后续的射频信号输出。

5.射频信号输出:利用射频前端设备将数字信号转换为无线电信号进行发送。

通过以上步骤,软件无线电系统能够实现对无线电信号的灵活处理和控制。

软件无线电方案GNU RadioGNU Radio是一个开源的软件无线电开发工具包,提供了一套丰富的信号处理模块和工具,能够帮助开发人员快速搭建软件无线电系统。

GNU Radio的主要特点包括:•开源免费:GNU Radio是一个开源项目,可免费使用,并且有活跃的开发和社区支持。

•灵活性高:GNU Radio提供了大量的信号处理模块,如滤波器、解调器、解码器等,开发人员可以根据需求自由组合和调整这些模块,实现各种不同的软件无线电应用。

•可扩展性好:GNU Radio支持使用Python等编程语言进行开发,开发人员可以根据自己的需求编写自定义的信号处理模块,以满足特定应用的要求。

军职在线软件无线电答案

军职在线软件无线电答案

军职在线软件无线电答案
什么是软件无线电?软件无线电的特点是什么?
定义:软件无线电是多频带无线电.它具有宽带的天线、射频转换、模、数转和数模变换,能支持多个空中接口和协议,在理想状态下,所有方面(包括物理空中接口)都可以通过软件定义。

软件无线提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效并且相当经济的解决方案可以通过软件升级实现功能提高
特点:多频带、多模式、多功能(M3)工作:多频带是指软件无线电可以工作在很宽的频带范围内;多模式是指软件无线电能够使用多种
类型的空中接口,其调制方式、编码、帧结构、压缩算法、协议等可
以选择;多功能是指采用相同的无线电设备用于不同的应用中。

具有可重配、重编程能力:可重配置是指系统的操作软件(包括程序、参数以及处理环境的软件方面)或硬件(处理环境的硬件方面)的
改变。

软件无线电采用多个软件模块在相同的系统上可实现不同的标准,只需要选择不同的模块运行就可实现系统的动态配置。

功能的灵活性:软件无线电的功能由软件决定的,软件模块可以通过空中接口
或人工下载的方式获得,以增加或改变其无线电功能,因此其功能的
使用和配置非常方便、灵活。

结构的开放性:软件无线电的结构分为硬件和软件两大部分。


两大部分都具有模块化和标准化的特点,是一种开放式的体系结构,
使得研制、生产和使用各环节可以共享已有成果,共同推进软件无线
电技术的发展。

通信技术中的软件无线电与认知无线电研究前沿

通信技术中的软件无线电与认知无线电研究前沿

通信技术中的软件无线电与认知无线电研究前沿随着科技的不断发展,通信技术也在飞速地进步。

在传统的通信领域中,无线电技术一直扮演着重要的角色。

然而,随着无线电频谱资源的紧张和通信系统需求的不断增加,传统的无线电技术已经无法完全满足这些需求。

因此,软件无线电和认知无线电技术应运而生,并在通信技术领域中展现出巨大的潜力。

本文将探讨软件无线电和认知无线电研究的前沿领域。

软件无线电技术是一种通过软件定义的无线电设备来替代传统专用硬件的技术。

它使用软件来控制和配置无线电设备的功能和行为。

与传统的硬件无线电相比,软件无线电具有更高的灵活性和可配置性。

它可以通过更新软件来支持新的通信标准和协议,避免了更换硬件设备的成本和时间。

软件无线电还可以在不同频段之间进行动态频谱访问,充分利用频谱资源。

认知无线电技术是一种通过感知自身环境和对无线电频谱的认知来支持自适应无线通信的技术。

它可以自动感知无线电频谱的使用情况,并根据当前频谱资源的可用性进行智能的频谱选择和分配。

这种技术可以提高频谱利用效率,减少频谱的浪费。

同时,认知无线电还可以检测和识别其他无线电设备的信号,从而避免对其他通信系统的干扰。

它具有提高通信系统的鲁棒性和适应性的优势。

在软件无线电和认知无线电研究领域,有几个重要的前沿方向值得关注。

随着5G和物联网的快速发展,虚拟化无线电网络和边缘计算已经成为研究的热点。

通过将无线电网络功能虚拟化和部署在边缘计算节点上,可以更好地支持大规模和异构的无线设备连接,并提供低延迟和可靠的通信服务。

人工智能在软件无线电和认知无线电技术中的应用也是一个重要的研究方向。

通过利用机器学习和深度学习等人工智能技术,可以实现更智能、自适应和优化的通信系统。

例如,可以使用机器学习算法来优化频谱分配和无线资源管理,以提高无线网络的性能和效率。

安全性和隐私保护也是软件无线电和认知无线电研究的热点问题。

由于软件无线电和认知无线电技术的灵活性和可配置性,它们可能会面临更多的安全威胁和隐私泄露风险。

软件无线电(software radio)

软件无线电(software radio)

概要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必要求减少功能单一、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(software radio)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电系统。

简称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。

一般说来,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(Digital Signal Proicesser,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(Analog Digital Converter,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),实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。

在目前的条件下可实现的软件无线电,称做软件定义的无线电(Software Defin ed Radio,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。

软件无线电技术

软件无线电技术

软件无线电技术在现代的通信系统中,无线电技术是至关重要的一种通信技术。

随着技术的不断提高,传统的硬件无线电技术已经不能满足人们的需求,软件无线电技术应运而生。

在这篇文章中,我们将深入了解软件无线电技术。

什么是软件无线电技术软件无线电技术(Software-defined radio,SDR)是指通过软件控制的无线电系统,相当于将原本通过硬件实现的信号处理功能全部或部分转移到了软件中。

在这种系统中,无线电信号可以使用通用计算机上的软件进行处理和解码。

通俗地说,SDR是一种使用通用计算机作为数字信号处理器的无线电技术。

通过使用计算机处理无线电信号,可以实现更灵活、更高效的无线电通信。

SDR的工作原理SDR的核心是一个通用计算机,通过一些硬件设备与无线电信号进行交互。

与传统的硬件无线电系统不同,SDR的信号处理和解码功能全部或部分由软件实现。

软件无线电技术涉及到许多硬件设备,包括天线、前置放大器、模数转换器、数字信号处理器等。

这些设备共同工作,使信号传输更加高效、稳定,提高了信号的质量和可靠性。

在SDR中,无线电信号可以通过数字信号处理器进行处理和解码。

数字信号处理器是计算机中的一个硬件设备,它可以对数字信号进行实时处理和解码。

软件无线电技术的优势SDR相对于传统的硬件无线电技术有许多优势。

更灵活的频谱利用由于SDR可以实现实时处理和解码,所以可以根据需要改变通信方式,比如调整设备的信号处理算法、调整频率等,从而实现更灵活的频谱利用。

更高的通信效率SDR的频谱利用率更高,同时能够实时处理和解码无线电信号,大大提高了通信效率。

更容易升级和扩展由于SDR的功能实现大部分由软件完成,所以可以通过更新软件来实现设备的升级和扩展。

更好的抗干扰能力SDR可以通过处理无线电信号的方式来提高对抗干扰的能力。

SDR在处理干扰信号时,可以实时调整处理算法,从而更好地抵御干扰。

SDR的应用领域SDR已经被广泛应用于军事、航空、无线电电视等领域。

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1. 软件无线电是什么无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置, 几乎任何领域都使用无线通信, 包括有 商业、气象、金融、军事、工业、民用等。

我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方 面可看到无线通信系统种类的繁多。

类 别 通信系统 调制方式 多址方式 种 类卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、 微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等 时分多址(TDMA) 、频分多址( FDMA)和码分多址(CDMA)等各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合,例如: 短波电台适合远距离,其所需的发射功率不大,传输的“中继系统” —电离层不会被 摧毁;卫星通信能传播高质量的信息,所能提供的频带很宽 微波通信抗干扰能力强,适合大量的数据传输,但只能在点与点之间传输,传输距离 又有一定的限制 由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点,在军事和民用通信领域 中都是不可缺的重要通信手段。

然而, 电台往往是根据某种特定的用途而设计的, 功能单一, 有些电台的基本结构相似,而信号特征差异很大。

比如,工作的频段不同,调制方式不同, 波形结构不同,通信协议不同,数字信息的编码方式、加密方式不同等等。

电台之间的这些 差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。

经过几十年的发展, 无线通信已有很大的发展, 通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡, 因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式, 从而根椐需要构成 多种通信系统呢。

我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。

(注意: 为了说明软件无线电的概念, 这里给出了无线电的接收装置部分) 。

图 1:窄带无线接收装置在窄带接收装置中所有的功能模块:滤波、放大、向下变频,直到调制,都是使用模拟 技术 ( 除了频率合成的部分 ) 实现的 。

信号解调出来以后,使用一个可编程的数字信号 处理 ( DSP ) 器件进行处理。

软件无线电决定性的步骤, 是将 A/D (和 D/A) 变换器尽量向射频端靠拢 (如图 2 所示) 。

应用宽带天线或多频段天线,并将整个中频频段作 A/D 变换,这之后整个的处理都用可编 程数字器件特别是软件来实现。

它的结构图显示在图 3 上。

我们可看出,这样一个体系结构 具有非常大的通用性,对解决上面提到的问题有很大的潜力,可用来实现多频段、多调制方 式和多址方式,构成多体制的通用无线通信系统。

图 2 软件无线接收装置图 3:软件无线电的结构图 从图 3 中可看出,所谓软件无线电,其关键思想是构造一个具有开放性、标准化、模块 化的通用硬件平台,各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协 议等,用软件来完成,并使宽带 A/D 和 D/A 转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵 活性、开放性的新一代无线通信系统。

可以说这种电台是可用软件控制和再定义的电台,选 用不同软件模块就可以实现不同的功能, 而且软件可以升级更新。

其硬件也可以像计算机一 样不断地更新模块和升级换代。

由于软件无线电的各种功能是用软件实现的, 如果要实现新 的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可。

同时, 由于它能形成各种调制波形和通 信协议,故还可以与旧体制的各种电台通信,大大延长了电台的使用周期,也节约了成本开 支。

软件无线电与传统结构数字无线电的主要区别在于: 将 A/D 和 D/A 向 RF 端靠近,由基带移到中频,对整个系统频带进行采样。

用高速的 DSP/CPU 代替传统的专用数字电路与低速 DSP/CPU 做 A/D 后的一系列处理。

以上两点仅仅是结构上的区别。

随着微电子技术的发展, 各种数字器件的性能不断提高, 现有的数字无线电也会不断发展,也将使得 A/D、D/A 一步步地向 RF 端靠近。

那么软件无 线电会不会仅仅是数字无线电的进一步发展呢?回答是否定的。

我们认为:软件无线电和数 字无线电的进一步发展在概念上是不同的。

这主要是因为 A/D、D/A 的移向 RF 端只是为软 件无线电的实现提供了必不可少的条件, 而真正关键的步骤是采用通用的可编程能力强的器 件(DSP、CPU 等)代替专用的数字电路。

由此带来的一系列好处才是软件无线电的真正目的 所在。

软件无线电的最终目的就是要使通信系统摆脱硬件系统结构的束缚。

在系统结构相对通 用和稳定的情况下,通过软件实现各种功能,使得系统的改进和升级非常方便又代价很小, 且不同的系统之间能够互联和兼容。

而数字无线电的进一步发展并不能做到这一点, 它只能 导致对硬件和系统结构更多的依赖。

不过, 目前软件无线电更多地是以一种概念和设想的形式出现, 具体的定义和体系结构 尚无定论。

可以说除了上面提到的两点关键思想被普遍接受以外, 其它各方面的内容都在探 讨之中。

这一现状,除了由于软件无线电提出的时间还很短以外,还有这样几个原因: (1)硬件发展水平的限制是其中的最主要因素,应该说,现在的硬件水平对于实现真正的 软件无线电还是不足够的。

但软件无线电的某些应用, 在对系统结构和性能要求做一些适当 的折衷后,是可实现的。

而且从目前器件的发展趋势来看,满足要求的产品应在不久的将来 能够得到。

正是由于处于这样一个发展阶段,导致不同的研究机构、不同的应用采用了不同 折衷方案的各自不同的体系结构,而又都称为软件无线电。

(2)目前对软件无线电的研究工作还处于起步阶段,各研究机构相对独立,交流很少。

待 研究的问题很多, 从不同的出发点和侧重面, 得出的结论也各不相同。

随着研究工作的深入, 问题会逐渐清晰,而软件无线电的定义和体系结构的规范问题则是应该尽早研究讨论的。

(3)传统的通信系统的体系结构也在很大程度上影响着目前的软件无线电的体制研究。

软 件无线电与传统的体系结构有很大不同, 仅仅简单地将传统的通信系统用新的方式实现是不 够的。

可见,软件无线电的研究还刚刚开始,有许多问题需要解决,但它能给通信产业带来根 本性的变革,同时还会带来巨大经济效益和社会效益,值得我们努力去解决这些问题。

我们可以把软件无线电的主要特点归纳如下: 具有很强的灵活性。

软件无线电可以通过增加软件模块,很容易地增加新的功能。

它 可以与其它任何电台进行通信, 并可以作为其它电台的射频中继。

可以通过无线加载来 改变软件模块或更新软件。

为了减少开支,可以根据所需功能的强弱,取舍选用的软件 模块。

具有较强的开放性。

软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构,其硬件可以随着 器件和技术的发展而更新或扩展。

软件也可以随需要而不断升级。

软件无线电不仅能和 新体制电台通信, 还能与旧式体制电台相兼容。

这样, 既延长了旧体制电台的使用寿命, 也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。

软件无线电这一新概念一经提出, 就得到了全世界无线电领域的广泛关注。

由于软件无 线电所具有的灵活性、开放性等特点,使得软件无线电不仅在军民无线通信中获得了应用, 而且将在其它领域比如电子战、雷达、信息化家电等领域得到推广,这将极大促进软件无线 电技术及其相关产业(集成电路)的迅速发展.2. 软件无线电的基本结构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 的实现方法势必减少功能单一、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, 通过软件的更新改变硬件的配置结构,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。

理想软件无线电的组成结构如图 1 所示。

图 1 软件无线电结构框图 软件无线电主要由天线、射频前端、高速 A/D-D/A 转换器、通用和专用数字信号处理 器、低速 A/D-D/A 转换器以及各种接口和各种软件所组成。

软件无线电的天线一般要覆盖 比较宽的频段,比如 1MHz~2000MHz,要求每个频段的特性均匀,以满足各种业务的需求。

例如可能为 VHF/UHF 的视距通信、UHF 卫星通信,HF 通信作为备用通信方式。

为便于实 现,可在全频段甚至每个频段使用几付天线,并采用智能化天线技术 在发射时 RF 部分主要完成滤波、功率放大等任务,接收时实现滤波、放大等功能。

因 实现射频直接带通采样,要求 A/D 转换器有足够的工作带宽(例如 2000MHz 以上) ,较高 的采样速率(一般在 60MHz 以上) ,而且要有较高的 A/D 转换位数,以提高动态范围。

目 前 8 位 A/D 转换器的工作带宽已做到 1500MHz 以上。

模拟信号进行数字化后的处理任务全由 DSP 和专用的可编程处理器的软件来承担。

为 了减轻通用 DSP 的处理压力,通常把 A/D 转换器传来的数字信号,经过专用数字信号处理 器件(如数字下变频器 DDC)处理,降低数据流速率,并把信号变至基带后,再把数据送 给通用 DSP 进行处理。

通用 DSP 主要完成各种数据率相对较低的基带信号的处理,比如信 号的调制解调,各种抗干扰、抗衰落、自适应均衡算法的实现等。

还要完成经信源编码后的 前向纠错(FEC),帧调整、比特填充和链路加密等算法。

也有采用多 DSP 芯片并行处理的方法,以提高其处理的能力。

由于高速宽带 A/D 和 D/A 转换器目前还比较困难,价格也高,图 1 中的下变频和上变 频模块(DDC/DUC)都用模拟线路放在 RF 部分中。

软件无线电的结构基本上可以分为三种: 射频低通采样数字化结构、 射频带通采样数字 化结构和宽带中频带通采样数字化结构。

1, 射频低通采样数字化结构 这种结构的软件无线电,结构简洁,把模拟电路的数量减少到最低程度,如图 2 所示。

从天线进来的信号经过滤波放大后就由 A/D 进行采样数字化,这种结构不仅对 A/D 转换器 的性能如转换速率、工作带宽、动态范围等提出了非常高的要求,同时对后续 DSP 或 ASIC (专用集成电路) 的处理速度要求也特别的高, 因为射频低通采样所需的采样速率至少是射 频工作带宽的两倍。

比如,工作在 1MHz~1000MHz 的软件无线电接收机,其采样速率就至 少需要 2GHz,这样高的采样率 A/D 能否达到暂且不说,后接的数字信号处理器也是难以满 足要求的。

图 2 射频低通采样数字化结构 2, 射频带通采样结构 射频带通采样结构的软件无线电可以较好地解决上述射频低通采样软件无线电结构对 A/D 转换器、高速 DSP 等要求过高,以致无法实现的问题。

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