第三代移动通信系统中的软件无线电技术

第三代移动通信系统中的软件无线电技术
【关键词】第三代移动通信系统；软件无线电；虚拟无线电；认知无线电；拓扑；模块化
1 引言
软件无线电是近几年来提出的一种实现无线通信的新概念和体制。

它的核心是：将宽带a/d和d/a变换器尽可能地靠近天线，而将电台功能尽可能地采用软件进行定义。

软件无线电把硬件作为无线通信的基本平台，而把尽可能多的无线通信功能用软件来实现。

这样，无线通信系统具有很好的通用性、灵活性，使系统互联和升级变得非常方便，这很可能使软件无线电成为继模拟通信到数字通信和固定通信到移动通信之后的无线通信领域的第三次突破。

软件无线电技术是90年代新技术之一，它已与第三代移动通信系统紧密的结合起来，第三代移动通信系统的研究推动了软件无线电技术的发展，而软件无线电技术又促使第三代移动通信系统更加灵活的实现。

本文分析了软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用，并总结归纳了由于第三代移动通信系统的推动作用，软件无线电系统呈现出的一些新的发展趋势。

2 第三代移动通信系统中的软件无线电技术
第三代移动通信系统是指国际电信联盟（itu）正在组织进行研究的，未来公用陆地移动通信系统即fplmts，1996年更名为
imt-2000。

第三代移动通信系统的主要目标是要将包括卫星在内的所有网络融合为可以替代众多网络功能的统一系统。

它能提供宽带
业务并实现全球无缝覆盖。

在第三代移动通信系统所要实现的目标与系统的特点中，最核心的问题是提供不同环境下的多媒体业务及实现包含水、陆、空的全球覆盖。

因而它要求实现多种网络的综合：无线网与无线网的综合；移动网与固定网的综合；陆地网与卫星网的综合。

又适应多种业务环境，且与第二代移动通信系统兼容，便于平滑升级。

对于通信终端而言，它面对是多种网络的综合系统，因而需要实现多频多模式终端（手机）。

第三代移动通信系统可支持的速率为室内静止2mb/s；步行移动384kb/s；车速移动144kb/s；卫星移动9.6kb/s，所以手机要适应宽带多业务的要求。

软件无线电为通信系统提供一种新型的结构，那就是利用统一的硬件平台，不同的软件来实现不同的功能。

只有软件无线电技术才能解决多频多模式多业务终端问题。

由于第三代移动通信的标准的统一是非常困难的，imt-2000的发展策略已经改变过去“一统”的概念，而注意到以各地区现有第二代系统网络基础为参考来制定比较现实的
过渡方法，并在1997年3月的会议上一致通过了“imt-2000 家族”的概念，它放弃了在空中接口、网络技术方面等一致性的努力，而致力于制定网络接口的标准和互通案。

因此，也存在多频多模多业务基站问题。

软件无线电是解决基站问题的利器。

开放的、模块化的系统结构是软件无线电技术的核心，对于第三代移动通信系统是非常重要的。

它为第三代移动通信系统提供了通用的系统结构，功能实现灵活，系统改进与升级很方便；利用统一的硬件平台，不同的软件来满足“imt-2000”家庭概念的
要求，实现不同标准之间的互操作；系统结构的一致性使得设计的模块化思想能很好的实现，且这些模块具有很大的通用性，能在不同的系统及升级时很容易地复用；由于系统结构功能的实现主要是由软件来实现的，软件的生存周期决定了通信系统的生存期，这样就能更快地跟踪市场变化，降低更新换代的成本。

智能天线技术是第三代移动通信系统的关键技术之一，利用软件无线电来实现智能天线，可以提高智能天线的性能。

各种信号处理软件是软件无线电关键，应积极探索新的算法为更好的解决多频多模问题铺平道路。

可以看出软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用是非常广泛的，而且只有软件无线电技术才能解决第三代移动通信系统中的多频多模手机与基站问题。

3 第三代移动通信中的软件无线电的新进展
第三代移动通信系统是一个极富挑战性与创造性的未来标准的构想，而软件无线电技术是第三代移动通信系统的关键技术之一，故世界各国都投入巨大的力量研究软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用，推动了软件无线电的发展。

特别是近几年来，软件无线电的体系结构出现了一个些新的发展趋势。

3.1 体系结构分层化与软件模块化
软件无线电采用开放式的模块化的即插即用的系统结构，大大增强了第三代移动通信系统的灵活性、重用性。

这与以往的无线电台有本质的区别，但仅是采用此结构还是远远不够的。

第三代移动通信系统的软件设计是非常复杂的，为了减小软件设计的复杂性，软
件无线电需要按层或级的方式来组织。

3.2 软件无线电结构数学分析化
当软件无线电经历从研究到实用的转变时，建立软件无线电结构的可证明特性越来越重要。

如虽然用corba技术可以实现软件的模块化，大大提高了软件的可重用性，但是由于缺乏数学分析对存储器、缓存空间与处理资源的量化，很难讲出一个软件模块的数据吞吐、
响应时间及其它关键要求。

当重用自己软件库中或第三方的软件时，可能存在系统性能下降，甚至系统崩溃，需要用数学模型来刻划快速涌现的技术。

利用拓扑学来研究软件无线电结构，提高了即插即用结构的应用和有效重用。

3.3 面向对象化
第三代移动通信系统面向的是个人服务。

因而第三移动通信系统中的软件无线电技术需要面向对象设计。

面向对象设计是一种很有效的设计方法。

软件无线电具有很强的灵活性，使对象具有很强的选择性，因此其功能的设计应面向对象。

3.4 认知化、智能化
为了更好地为个人服务，最近提出了认知无线电认知软件无线电是指无线电的内部工作状态是可知的，通过无线电知识描述语言与网络，针对无线规则进行智能交流，并采用支持关于用户需要的自动推理的方式，更好地为个人通信服务。

3.5 计算机化
软件无线电计算机化可以为第三代移动通信系统提供更强的灵活性、网络性与良好的人机界面。

计算机化是指软件无线电需要与计算机技术相结合。

软件无线电的特征之一是实现模块化。

模块化是建立在总线结构的基础之上。

软件无线电采用了总结结构，使得无线通信系统中各功能部件之间的相互关系变为面向总线的单一关系。

这样使无线通信产品易于实现模块化、标准化、系列化和通用性。

pc机的发展速度很快，功能强大，用pc机来实现控制与软件编程将使软件无线电的技术更加快速发展。

3.6 网络化、信息安全化
internet的出现给人们提供了一种特殊的媒介，这种媒介有别于书籍、杂志和电影，因为internet比它们更快，更方便。

internet 又有别于广播、报刊与电视。

因为它可以在用户需要的时候随时为用户提供服务。

社会的进步、经济的发展以及生活水平的提高使得人们对信息的需求越来越迫切。

同样，无线用户、移动用户急切需要通过无线通信系统与网络相连。

因而在软件无线电体系结构中增加网络模块是不可避免的。

信息安全不仅在军事应用中非常重要，而且在民用中也越来越重要。

它提供鉴权，防止欺骗；提供数据流加密，防止破译。

4 结束语
本文综合论述了软件无线电在第三代移动通信系统中的应用，归纳总结了软件无线电体系结构。

为了适应第三代移动通信系统的要求，软件无线电出现了一些新的发展趋势，主要表现在体系结构分
层化、软件模块化、结构数学分析化、面向对象化、认知化、计算机化、网络化、信息安全化。

希望通过这些归纳与总结，能对国内软件无线电技术的研究工作特别是在第三代移动通信系统中的应用，起到一定的推动作用。