从软件无线电到认知无线电_走向终极无线电_无线通信发展展望_杨小牛
从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状
作参数 。 根据瑞典皇 家学 院使用 的认知循环得知 ， 认 知无 线电的任 务主要包含三个方面： 频谱感知 、 频谱分析及频谱判定。 其 中频谱感 知主要用来检测可使用频段及频谱空穴现象 ， 频谱分析主要用来分 析估计频谱获取的频谱空穴特点 ， 频谱判定主要根据频谱空穴的特 征及用户 的需 要进 行传输数据的选择 。 （ ２ ） 重构能力。 认知无线电能够通过 当前动态编程的改变从而使 用不 同无线传输技术来接收输出数据， 基于对频谱授权用户进行干 扰 的基 础 ， 使用授权 系统 中的闲置 频谱为用户 提供 极为 可靠 的服 务， 以上 便是认 知无线 电重构 内容的工作核心 。 当频谱被 指定用户 使用 的时候 ， 认知无线 电能够通过两种应对方式进行解决 ： 一是切 换到其他 空闲频段进行通信 ； 二是继续使用此频段 ， 但要通过改变 该频段的发射速度及调 制方 案来 避免对用 户造 成通 信干扰。 （ ３ ） 两种无线 电之 间的关系 。 软件无线 电系统 内部 的Ａ／ Ｄ 及Ｄ ／ Ａ完全变更至 中频 ， 通过对系统进行采样 ， 由中频进行数字化处理 ； 认知无线 电技术基于软件无线电采用通信协议技术 ， 同时增加人工
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粤 到认知无线电的无线通信发展现状
谢春 童
（ ９ １ ４ ６ ９ 部 队 北京 １ ０ ０ ８ ４ １ ）
摘要 ： 频谱 资源在 无线通信 中已经得到有 效利 用， 其 为无线 通信 带来进 步的 同时制约 着无线通信 的新发 展 。 近 几年， 认知无 线 电的不断进 步不 断 拓宽 了软件无 线电的应 用和功 能， 已经成为频谱 资 源匮乏的有效 解决 办法。 本 文主要针 对认知 无线 电在 无线通信 中的重要作 用展 开讨 论， 通 过对认知 无线 电技术 进行概 述， 分析 当前无 线 电技 术发展 现状， 同时提 出当前认知 无线 电发展 面临的 关键 技 术挑战， 旨为我 国无 线通信 的发展提 供参 考意 见。
无线通信技术的发展现状与未来展望
无线通信技术的发展现状与未来展望随着科技的不断进步和人们对高效通信的需求越来越高，无线通信技术在过去几十年里取得了长足的进步。
从最开始的2G到如今的5G，无线通信技术在带宽、延迟、容量等方面都取得了显著的突破。
本文将探讨无线通信技术的发展现状和未来展望。
过去几十年来，无线通信技术取得的最大突破之一就是移动通信技术的发展。
2G技术的问世使得人们可以通过手机进行通话和简单的文字通信。
3G技术的到来进一步提升了通信速度和数据传输能力，人们可以通过3G网络上网、发送短信和接收大量的媒体文件。
而4G技术的推出则为高速移动互联网应用提供了条件，人们可以通过4G网络流畅地观看高清视频、进行在线游戏等。
如今，5G技术已经开始商用，它的特点是超高速率、超低时延和大容量，可以满足更多前沿技术的应用需求，如物联网、人工智能等。
除了移动通信技术，无线局域网（WLAN）技术也取得了长足的发展。
WiFi技术作为一种重要的无线局域网技术，已经广泛应用于家庭、办公室和公共场所。
随着科技的进步，WiFi技术也在不断改进，速度越来越快、信号覆盖范围越来越广。
事实上，WiFi技术的不断演进对于社会的发展有着巨大的推动作用，它为人们提供了更加便捷和高效的无线网络接入方式，改变了人们的工作和生活方式。
然而，无线通信技术的发展并没有止步于此。
随着物联网的快速发展，未来的无线通信技术将更加多样化、高效化和智能化。
首先，从技术角度来看，5G技术将继续完善，为更高速、更低时延和更大容量的通信提供支持。
此外，6G技术也在研发中，预计将在2030年左右实现商用。
6G技术将具备更强的智能化能力，能够支持更多复杂的应用场景，如增强现实、虚拟现实等。
其次，未来的无线通信技术将更加注重安全性和隐私保护。
随着互联网的普及，人们对个人数据安全和隐私保护的意识不断增强。
未来的通信技术将加强数据加密和身份认证等安全措施，确保用户的信息不被泄露和滥用。
此外，无线通信技术在医疗、交通等领域也有着广阔的应用前景。
无线电通信技术的演进与前景展望
无线电通信技术的演进与前景展望随着科技的不断进步和发展，无线电通信技术正逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分。
它已经在过去几十年中取得了巨大的进展，为人类带来了许多好处。
然而，面对日益增长的信息传输需求，无线电通信技术必须不断演进，以满足未来的挑战和需求。
首先，让我们回顾一下无线电通信技术的演进历程。
无线电通信最早可以追溯到19世纪末的马克尼手机器的发明。
这项技术的出现为远距离通信带来了革命性的变化。
接下来，无线电通信技术逐渐进化为传统的无线电广播、电视和无线电电话。
这些技术都在当时的社会中扮演了重要的角色。
然而，随着科技的进一步发展，移动通信进入了一个全新的时代。
20世纪80年代，蜂窝式通信技术开始应用于商业领域。
这种技术将地理区域划分为多个小区域，每个小区域都由一个基站负责。
这种新的无线通信架构为人们提供了更便捷和高效的通信方式。
人们可以随时随地进行通话，无需受限于有线电话网络的局限性。
与此同时，无线通信技术也出现了许多新的发展。
例如，GSM和CDMA等数字通信技术的出现，使通信质量得到了极大的提升。
这些技术采用数字信号，具有更高的抗干扰能力和更好的信道利用率。
此外，无线互联网也逐渐普及，使人们能够通过移动设备随时上网，享受到丰富的信息资源。
然而，无线电通信技术的演进并不会止步于此。
随着物联网的兴起，我们将迎来一个全新的无线通信时代。
物联网将各种设备和物品连接在一起，实现了设备间的智能互联。
这将进一步提升人们的生活质量和工作效率。
例如，智能家居系统可以通过无线通信技术实现家电设备的远程控制和管理，让人们的生活更加便利和舒适。
除了物联网，5G技术也将成为未来无线通信的重要一环。
5G 技术将提供更高的传输速度和更低的时延，为虚拟现实、增强现实和自动驾驶等应用创造更好的环境。
此外，它还将支持更多的设备同时连接，从而满足未来智能城市的需求。
人们可以通过5G 网络连接智能交通、智能医疗和智能能源等领域，实现更高效、更智能的城市管理。
无线通信技术的发展和未来趋势展望
无线通信技术的发展和未来趋势展望无线通信技术的发展已经取得了巨大的突破，不仅在我们的日常生活中与之相关的应用越来越广泛，而且也在工业、医疗、农业等领域发挥着重要作用。
随着物联网、5G网络的到来以及未来技术的不断突破，无线通信技术有着更加广阔的发展前景。
随着物联网的发展，无线通信技术在各个行业将扮演更加重要和关键的角色。
物联网将成为未来数字化社会的基础设施，通过无线通信技术实现设备之间的连接和数据的传输。
例如，智能家居、智慧城市以及智能运输系统的快速发展，都依赖于无线通信技术的支持。
未来，无线通信技术将进一步完善和优化，提高数据传输速度、网络容量和设备之间的连接稳定性，使得物联网应用更加广泛和便捷。
5G的到来将开启无线通信技术的新篇章。
5G技术具有更高的速度、更低的延迟和更大的网络容量，它将引领移动通信技术向前发展，将全球范围内的人们和设备连接到一起。
在5G网络下，用户将能够享受到更快速的下载和上传速度，无感知的延迟和更稳定的网络连接。
5G技术还将带来更多的应用场景，如智能交通系统、远程医疗、虚拟现实等。
除了物联网和5G技术的发展，无线通信领域还有其他一些前沿技术在不断突破和创新。
例如，光通信技术正变得越来越重要。
光通信技术利用光纤传输数据，具有高速传输、大容量和低延迟的优势。
随着光通信技术的不断发展，无线通信的速度和稳定性将得到进一步提升。
可见光通信技术也是一个备受关注的领域。
可见光通信技术利用LED灯和光传感器来传输数据，可以在室内实现高速无线通信。
这种技术在室内定位、室内导航和数据传输方面具有广阔的应用前景。
它不仅可以解决无线网络信号覆盖不到的地方的问题，还能提供更安全的通信环境。
在未来，我们还可以期待无线通信技术在雾计算、人工智能、机器学习等领域的进一步应用。
这些领域需要高速、稳定的无线通信，以支持数据的传输和处理。
无线通信技术的不断进步将有助于实现这些应用的大规模发展。
总结起来，无线通信技术正在不断发展，并将在未来发挥越来越重要的作用。
无线电通信技术的最新趋势与展望
无线电通信技术的最新趋势与展望无线电通信技术一直以来都是科技领域中备受瞩目的领域。
在当前数字化时代中，这个行业的最新趋势仍然非常引人关注，随着物联网、5G新技术等的发展，无线电通信技术的前景也变得越来越广阔。
首先，物联网是当前无线电通信技术的发展重点。
相比传统的通信方式，物联网是利用无线传感器和通信技术实现物理设备之间互联互通的方式，可以接收来自任何设备的数据，并将其传入到云端以联网。
这个技术的发展使得无线电通信技术可以更加轻松地实现设备之间的通信和数据共享，提高了产业的生产效率和经济效益。
其次，5G技术也是当前的重点研究方向。
随着全球无线电通信技术的发展，各国都在向高速、高效的5G技术不断迈进。
5G 技术大幅提升了无线通信速度和传输容量，可以更好地满足大容量的数据需求。
高速的传输速度也可以让人们在工作中更快地完成任务和解决问题。
再者，虚拟现实技术和增强现实技术的发展也是无线电通信技术不断发展的关键。
虚拟现实和增强现实技术均需要高速、低延时的通信系统来处理大量的数据、图像和视频信号。
这些系统需要在虚拟现实和增强现实模拟环境中最大化地使用无线电信号，以实现更真实的体验感觉。
最后，人工智能技术的迅速发展也为无线电通信带来了无限的可能性。
目前，人工智能技术已经广泛应用于无线通信、信号处理、数据挖掘等领域。
倘若它们可以进一步发展，未来的无线电通信技术将进一步拓展应用领域，从而加快和优化人类的生产和服务流程。
综上所述，无线电通信技术的未来是非常充满活力的，它将是不断实现人类数以亿计的设备和网络之间相互连接和数据传输的一种合适的工具。
虽然无线电通信技术的发展进程十分复杂，但我们完全可以通过不断的研究和发展来实现其全新的发展前景。
中国电子科学研究院学报2008年第3卷总目次
固定单站对运动 目标的无源定位 ………………………………………………………………… 刘 天地一体化雷达系统及 其波束形成研究 …………………………………………………… …… 孟
建， 安智国（０ ６） 玮 ， 俊 （５ 王 ６）
毫米波气象雷达发射机的设计 ………………………………………………………… 袁 同山 ， 束峰涛 ， 王雪飞 （０ ７）
基 础 理 论
微波谐振器无载 品质 因素 的测量方法研究 ………………………… ……… ……… … 吴 昌英 ， 李建周 ， 韦 基于有 源相控 阵雷达 的通信 系统 …………………………………………… ……… … 李
一
高 （２ ） １８
璐， 李广军 ， 李超强 （３ ） １ １
种探地雷达 目标参数估计方法 的研究 …………………………………… ……… … 郭建英 ， 张安学 ， 国（３ ） 魏丙 １６ 穿墙生命探测雷达强 回波对消最优搜索算法研究 ………………………… ……… … 叶结松 ， 陈治平 ， 朱岳超 （４ ） １０
分布式雷达探测巡航导 弹的信号融合研究 … ……… …………………………………………………… 蒋铁珍 （４ ４） 双站合成孔径雷达 随机扰动误差分析 … ……… ……………… ………………………………… 武拥军 ， 吴先 良（８ ４） 机载脉 冲多普勒跟踪雷达干扰仿真研究 ………………………………………………………………… 安 红（ ２ ５） 对偶分解在 Ａ ｏ ｄＨ ｃ网络跨层算法 中的应用 ……………………………………………………………… 于文晓（ ６ ５）
一
红外焦平面非均匀性 自适应校正算法实时实现 ……………… ……………………… 王炳健 ， 拜丽萍 ， 刘上乾 （７ ） １４
无线电技术的发展历程与趋势展望
无线电技术的发展历程与趋势展望无线电技术是指在空间中传输无线电波，使其携带信息在不使用电缆的情况下进行通信的技术。
自从无线电技术问世以来，无线电通信已经成为人类通信的主流方式之一。
在这篇文章中，我将讨论无线电技术的发展历程以及未来的趋势展望。
一、发展历程在人类历史上，无线电技术是相对年轻的技术。
无线电通信技术的历史可以追溯到19世纪末期，当时一个名叫马尔科尼的意大利人发明了无线电报收发机。
20世纪初期，无线电通信技术开始应用于海上通信、航空通信以及广播电视等领域。
在第二次世界大战期间，无线电技术得到了巨大的发展。
无线电通信在战争中发挥了重要的作用，例如通过无线电的方式，可以对战机进行定位，从而使得战机可以准确地执行作战任务。
在二战结束之后，无线电通信技术开始向着商业化方向发展。
无线电广播、电视、移动通信等领域得到了快速的发展。
二、趋势展望无线电技术的发展已经发生了翻天覆地的变化，未来还有哪些发展趋势值得我们关注呢？1. 5G技术的应用随着智能手机的普及，移动互联网的快速发展，人们对于通信的需求越来越高。
由此而生的5G技术的应用将广泛涉及到人工智能、VR、IoT等方面。
5G技术将为人们提供更加快速、灵活的通信体验。
2. 网络安全通过无线电技术进行通信，虽然很方便，但同时也会增加网络安全的风险。
因此，网络安全将成为未来无线电技术领域的重要发展方向。
未来，无线电通信技术必须具备更强的安全性，以保护用户的个人信息。
3. 无线充电技术如今，我们越来越依赖于电子设备，手机、笔记本电脑等设备需要频繁地充电。
未来，使用无线电进行充电的技术将成为重要的发展趋势。
无线充电技术将会为人们带来更多的便利和互动方式。
4. 天线技术的发展随着无线电技术的广泛应用，实现无缝无线通信是一项挑战，主要体现在天线技术的开发和改进上。
未来天线技术的发展方向是，设计高效的小型天线并且减小天线的功耗。
5. 人工智能与无线电技术的融合未来，无线电技术将与人工智能进行更深度的融合。
无线电通信技术发展历程及趋势
无线电通信技术发展历程及趋势在人类的通信史上，无线电通信技术可以算是最重要的一种通信方式。
通过无线电通信，人类可以消除地理距离和时间限制，实现远距离传输和接收信息。
本文将介绍无线电通信技术的发展历程以及未来的发展趋势。
1. 无线电通信技术发展历程无线电通信技术的雏形可以追溯到19世纪末期。
当时，科学家们通过研究电磁波的性质，发现他们可以通过无线电波来传输信息。
随着无线电技术的不断发展，无线电通信逐渐成为了人类最重要的通信方式之一。
在无线电通信的发展史上，无线电电报是一个重要的里程碑。
20世纪初期，许多国家都在进行无线电电报的研究和开发。
其中，美国的马克尼公司开发出的无线电电报机器，可以在非常远的距离进行通信。
这种机器的发明，被认为是第一次实际意义上的无线电通信。
随着无线电通信技术的发展，无线电广播成为了公众广泛关注的话题。
1920年代，无线电广播开始进入常人的家庭。
人们可以通过收音机听取广播，这种新颖的娱乐方式一下子风靡起来。
同时，无线电广播的发展也促进了音乐和文化的传播。
20世纪后期，随着卫星通信技术的发展，无线电通信进一步发展。
人类首次在1961年成功发射了第一颗卫星，卫星通信也成为了一种新的无线电通信方式。
卫星通信可以实现世界范围内的无线电通信，它启示了人们进行远距离通信的可能性。
2. 无线电通信技术的未来发展趋势随着信息技术的不断发展，无线电通信技术也在不断发展和创新。
可以预见，未来的无线电通信技术将会发生哪些变化呢？首先，无线电通信的带宽将会不断扩大。
目前，无线电通信的带宽已经达到了几百兆甚至几千兆的级别，但在未来几年里，无线电通信的带宽将会进一步扩大。
这将会使无线电通信具有更高的媒体传输能力和更快的数据速率。
其次，无线电通信技术将会从单一技术向多元化发展。
目前，无线电通信技术已经包括了蜂窝通信、卫星通信、Wi-Fi、蓝牙等多种技术。
未来，随着物联网的发展，无线电通信技术将会更加多元化，为不同的应用场景和服务提供差异化的解决方案。
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第1期2008年2月中国电子科学研究院学报J o u r n a l o f C A E I TV o l .3N o .1F e b .2008收稿日期:2007-10-14 修订日期:2007-11-15综 述从软件无线电到认知无线电,走向终极无线电———无线通信发展展望杨小牛(中国电子科技集团公司第36研究所,浙江嘉兴 314033)摘 要:介绍软件无线电三种基本结构及认知无线电基本概念的基础上,提出了基于电子侦察原理的一种新的认知无线电实现架构及其对应的认知循环过程。
同时,针对认知无线电存在的问题,提出了基于盲源分离的认知无线电———终极无线电(u l t i m a t e r a d i o )的新概念,并对其实现的可行性进行了初步的分析讨论。
关键词:软件无线电;认知无线电;终极无线电中图分类号:T N 91 文献标识码:A 文章编号:1673-5692(2008)01-001-07S o f t w a r e R a d i o ,C o g n i t i v e R a d i o a n d U l t i m a t e R a d i o—AP r o s p e c t o f Wi r e l e s s C o m m u n i c a t i o nY A N GX i a o -n i u(T h e 36t hR e s e a r c hI n s t i t u t e o f C E T C ,Z h e j i a n g J i a x i n g 314033,C h i n a )A b s t r a c t :T h r o u g h a r e v i e wa n d o u t l o o k o f t h r e e b a s i c s t r u c t u r e s o f s o f t w a r e r a d i o (S R )p r o p o s e d b y t h e a u t h o r a n d t h e f u n d a m e n t a l c o n c e p t o f C o g n i t i v e R a d i o (C R ),t h e p a p e r p r e s e n t s a n e wf r a m e w o r k o f C Ra n d i t s c o r r e s p o n d i n g c o g n i t i v e c y c l eb a s e do nt h e p r i nc i p l e o f e l e c t r o n i c r e c o n n a i s s a n c e .F u r t h e r m o r e ,f a c ed w i t h t he e x i s t i n g p r o b l e m s of C R ,t h e a u t h o r p u t s f o r w a r dan e w c o n c e p t o f S R -U l t i m a t e R a d i o (U R )b a s e d o n t h e t h e o r y o f b l i n d s o u r c e s e p a r a t i o n (B S S ).T h e f e a s i b i l i t y o f r e a l i z i ng U Ri s a l s o d i s -c u s s e d .K e y w o r d s :s o f t w a r e r a d i o ;c o g n i t i v e r a d i o ;u l t i m a t e r a d i o0 引 言信息化社会发展到今天,人类社会已离不开通信,尤其是无线移动通信(如G S M 、C D M A 手机)的普及程度在几年前是不可想像的,各种新的通信手段、通信体制的出现为人们的生活、工作带来了极大的便利。
随着各种新标准、新协议的不断发布,无线系统制造商和通信服务提供商不得不做出响应,通过系统升级,以保持其技术的先进性,不断为用户提供高质量的通信服务(1G ※2G ※3G ※4G )。
但是,如此反复的重新设计和硬件的不断更新换代,不仅成本高,浪费资源,而且给最终用户也带来诸多不便。
所以,无论是服务提供商还是最终用户都越来越关注能经得起时间考验的无线通信系统,而不是像现在的系统,随着技术的发展,不断地面临被淘汰、废弃的尴尬境地。
软件无线电就是在这样的背景下诞生的、能经得起时间考验的无线通信系统。
简单而言,软件无线电是指采用固定不变的硬件平台,通过软件重构(升级)来实现灵活多变的通信体制和通信功能的无线电系统。
软件无线电硬件平台的特点是通用化、标准化、模块化,以及对信号波形的广泛适应性;软件无线电的核心是其驻留在D S P 和/或F P G A 和/或A S I C 内部的功能软件,这些软件是可升级、可重构的,以适应不同的技术标准、接口协议和信号波形。
近几年,软件无线电在微电子技术的带动下,取得了前所未有的快速发展。
无线通信中的另一个重要问题是频谱资源的有2 中国电子科学研究院学报2008年第1期效利用。
目前频谱资源管理国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制,对于授权频段,非授权者不得随意使用。
由此带来的问题是,在某些授权频段,频谱利用率很低,而在某些非授权频段,信号又非常地拥挤,导致频谱资源利用极不均衡的现状。
为解决频谱资源的有效利用问题,有人又提出了基于软件无线电的认知无线电概念。
认知无线电(C R ,c o g n i t i v e r a d i o )是一种具有频谱感知能力的智能化软件无线电,它能自动感知周围的电磁环境,寻找“频谱空穴”,并通过通信协议和算法将通信双方的信号参数调整到最佳状态。
由此可见,认知无线电不仅具有通信功能,而且还需具备频谱探测能力,具有多功能特征,必须借助于软件无线电来实现。
认知无线电已成为目前无线通信领域的一大研究热点。
1 现代无线电工程的统一方法———软 件无线电 软件无线电(s o f t w a r er a d i o )是J o eM i t o l a 于1991年提出的一种无线通信新概念,他指的是一种可重新编程或者可重构的无线电系统。
也就是说,这种软件无线电在其系统硬件无需变更的情况下,可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。
软件无线电概念虽然是从通信领域提出的,但这一概念一经提出就得到了包括通信、雷达、电子战、导航、测控、卫星载荷及民用广播电视等整个无线电工程领域的广泛关注,已成为无线电工程领域具有广泛适用性的现代方法。
经过近20年的推广和全世界范围的深入研究,软件无线电概念不仅得到了普遍认可,而且已获得广泛应用;尤其是近几年,软件无线电的发展势头更猛,已触动到无线电工程的每一个角落:从3G 到4G ,从美军的M B M M R (多频段多模式电台)到J T R S (联合战术无线电系统)都是以软件无线电概念进行设计、开发的,甚至就连完成单一功能的G P S 也要进行软件化设计[1],以适应未来导航技术的发展需要。
可以这样说,软件无线电的思想已对现代无线电工程的设计和开发产生重大影响。
理想的软件无线电结构如图1所示,其主要特点是尽可能地减少模拟处理环节。
在接收端:由天线感应的无线电信号经过必要的低噪声放大后,就直接对其进行数字化(A D C ),数字化后的信号经过F P G A 或/和D S P 完成数字下变频、数字滤波、数字解调等信号处理任务;在发射端:需要发射的基带信号通过F P G A 或/和D S P 完成数字调制、数字上变频和数字滤波等信号处理任务,经过D A C 变换为模拟信号,最后经功率放大器放大到足够功率,由天线发射出去。
如图1所示的软件无线电结构适用于无线电工程的任何领域,如:通信、雷达、电子战、测控等。
因为,该硬件结构与所要完成的功能无关,它所完成的功能主要取决于驻留在F P G A /D S P 中的软件(算法)。
这也是之所以称其为“软件”无线电的原因所在。
图1 理想的软件无线电结构如图1所示的软件无线电结构是一种理想化的软件无线电结构,其实现是有相当难度的。
首先,根据奈奎斯特采样定理,该软件无线电的工作带宽有多宽,其A D 采样至少是带宽的两倍,比如:对于工作在2～2000M H z 的J T R S 电台,其采样频率至少是4G H z ,考虑到滤波器矩形系数,采样频率需要超过5G H z ,如此高的采样速率在高分辨率情况下至少在目前是难以实现的;其次,高的采样速率对A D C 后续的信号处理(F P G A /D S P )也提出了非常苛刻的要求,大大提高了信号处理部分的实现难度;最后,随着电磁环境的复杂化,过宽的瞬时处理带宽将导致对动态范围的过高要求,无论是高增益的L N A 还是高速A D C ,其动态范围都将无法满足实际需求。
针对理想软件无线电结构实际实现时存在的问题,作者对软件无线电结构进行了分类,提出了软件无线电的三种基本结构[2]:基于低通采样的软件无线电结构、基于带通采样的宽带中频软件无线电结构和基于射频直接带通采样的软件无线电结构。
2 软件无线电的三种基本结构基于低通采样的软件无线电结构如图2所示。
低通采样软件无线电结构与理想软件无线电结构是类似的,其主要差别是在A /D 前增加了低通滤波器,以降低对A /D 采样速率的要求。
低通滤波器的截止频率f c 取决于软件无线电系统的工作频段,比如对于短波工作频段,其截止频率可取30M H z ;对于工作在30～88M H z 的战术超短波频段,其截止 2008年第1期杨小牛:从软件无线电到认知无线电,走向终极无线电3频率可取88M H z,如此等等。
根据奈奎斯特采样定理,低通采样软件无线电结构的A/D采样频率取决于低通滤波器的截止频率f c,由式(1)确定[2]f c≥(r+1)f c(1)式中,f c为低通滤波器的截止频率;r为低通滤波器的矩形系数(r>1)。
图2 基于低通采样的软件无线电结构由式(1)可知,为了保持合适的A/D采样频率,低通滤波器的截止频率(软件无线电的最高工作频率)不能取得太高,这就限制了低通采样软件无线电结构的应用范围。
从目前的器件水平来看,当要求具有比较大的动态范围时(≥60d B),低通采样软件无线电结构只适用于短波和超短波频段(≤100M H z)。
如果要求工作频段较高(≥2G H z),则可以采样软件无线电的第二种结构———基于带通采样的宽带中频数字化软件无线电结构,如图3所示。