引論：我們?yōu)槟砹?3篇軟件無線電范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

在需求牽引和技術(shù)推動下，認(rèn)知無線電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。認(rèn)知無線電（Cognitive Radio， CR）[3～6]W概念最早由瑞典Joseph Mitola博士于1999年提出，是對軟件無線電（Software Defined Radio，SDR）功能的進(jìn)一步擴(kuò)展。JosephM itola博士提出認(rèn)知無線電的概念，最初的主要目的是想解決頻譜資源的有效利用問題。認(rèn)知無線電可以感知周圍電磁環(huán)境，通過無線電知識描述語言（RKRL）與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流，并實(shí)時(shí)調(diào)整傳輸參數(shù)（通信頻率、發(fā)射功率、調(diào)制方式、編碼體制等），使通信系統(tǒng)的無線電參數(shù)不僅與規(guī)則相適應(yīng)，而且能與環(huán)境相匹配，以達(dá)到無論何時(shí)何地都能達(dá)到通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。也就是說，SDR關(guān)注的是采用軟件方式實(shí)現(xiàn)無線電系統(tǒng)信號的處理;而CR強(qiáng)調(diào)的是無線系統(tǒng)能夠感知操作環(huán)境的變化，并據(jù)此調(diào)整系統(tǒng)工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳適配。從這個(gè)意義上講，CR是更高層的概念，不僅包括信號處理，還包括根據(jù)相應(yīng)的任務(wù)、政策、規(guī)則和目標(biāo)進(jìn)行推理和規(guī)劃的高層活動。所以，認(rèn)知無線電是智能化的軟件無線電。作為一種更智能的頻譜共享技術(shù)，CR是具有頻譜感知能力的智能化軟件無線電，理論上允許在時(shí)間、頻率以及空間上進(jìn)行多維的頻譜復(fù)用，從而大大降低頻譜和帶寬限制對無線技術(shù)發(fā)展的束縛，因此，這一技術(shù)被預(yù)言為未來最熱門的無線技術(shù)。

簡單而論，認(rèn)知無線電實(shí)際上是把軟件無線電與頻譜監(jiān)視和管理有效地結(jié)合在一起。認(rèn)知無線電可以對周圍的電磁環(huán)境進(jìn)行掃描監(jiān)視，確定頻譜利用狀況，選取最佳的工作體制和參數(shù)，最終建立起可靠的通信鏈路。從電子偵察的角度來看，認(rèn)知無線電實(shí)際上就是把軟件無線電與通信偵察有機(jī)地結(jié)合在一起。在認(rèn)知無線電發(fā)射一方，通過對周圍電磁環(huán)境的自主偵察、分析，選擇最佳頻段或最佳信道（無干擾或干擾電平在允許范圍內(nèi)）主動向接收方發(fā)送通信鏈路建立信號;在認(rèn)知無線電的接收一方，自動截獲聯(lián)絡(luò)信號，并對其進(jìn)行分析識別和解碼，一旦信號格式匹配就立即建立起通信鏈路，實(shí)現(xiàn)通信。

經(jīng)過十幾年的努力，軟件無線電得到了快速的發(fā)展。但是，軟件無線電的概念也是逐步被認(rèn)識、被理解的。提出軟件無線電概念的重大意義在于，它使人們的設(shè)計(jì)思路從以硬件為核心轉(zhuǎn)向以軟件為核心，這一設(shè)計(jì)理念已不知不覺地被現(xiàn)代無線電工程的各個(gè)領(lǐng)域所廣泛接受。認(rèn)知無線電又是在軟件無線電的基礎(chǔ)上提出的智能化的無線通信技術(shù)，它著力解決頻譜資源的有效利用問題;認(rèn)知無線電概念的提出將對現(xiàn)行的頻譜管理體制提出挑戰(zhàn)，并給無線通信帶來新的發(fā)展空間，同時(shí)也將有力促進(jìn)軟件無線電的更快發(fā)展。

認(rèn)知無線電可以感知周圍電磁環(huán)境，通過無線電知識描述語言（RKRL）與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流，并實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)（通信頻率、發(fā)送功率、調(diào)制方式、編碼體制等），使通信系統(tǒng)的無線電參數(shù)不僅與規(guī)則相適應(yīng)，而且能與環(huán)境相匹配，以達(dá)到無論何時(shí)何地都能保持通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。對于傳統(tǒng)的模擬無線電系統(tǒng)，其射頻部分、上/下變頻、濾波及基帶處理全部采用模擬方式，對整個(gè)系統(tǒng)頻帶進(jìn)行采樣，即從中頻（甚至射頻）開始就進(jìn)行數(shù)字化處理，這是軟件無線電的一個(gè)突出特點(diǎn)。而認(rèn)知無線電是建立在軟件無線電的基礎(chǔ)之上，采用了隨時(shí)變化的通信協(xié)議技術(shù)，同時(shí)增加了一個(gè)新的元素――依靠人工智能的支持，感知其所在的環(huán)境及其所處位置，并在此基礎(chǔ)上改變其功率、頻率、調(diào)制以及其它參數(shù)，以求更高的

經(jīng)過十幾年的努力，軟件無線電得到了快速的發(fā)展。提出軟件無線電概念的重大意義在于，它使人們的設(shè)計(jì)思路從以硬件為核心轉(zhuǎn)向以軟件為核心，這一設(shè)計(jì)理念已不知不覺地被現(xiàn)代無線電工程的各個(gè)領(lǐng)域所廣泛接受。認(rèn)知無線電是在軟件無線電的基礎(chǔ)上提出的智能化無線通信技術(shù)，它展現(xiàn)了一種全新的頻譜管理模式，并將自身與外部環(huán)境智能匹配，它著力解決頻譜資源的有效利用問題;認(rèn)知無線電概念的提出將對現(xiàn)行的頻譜管理體制提出挑戰(zhàn)，并給無線通信帶來新的發(fā)展空間，同時(shí)也將有力促進(jìn)軟件無線電的更快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]郭彩麗，張?zhí)炜久瘢?認(rèn)知無線電關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用的研究現(xiàn)狀[J].電信科學(xué)，2006（8）.

篇2

1 軟件無線電系統(tǒng)研究背景與現(xiàn)狀

無線電通信在社會生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的作用。近二十年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、VLSI技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，無線電通信也經(jīng)歷了卻日益增強(qiáng)；使用頻段由低到高，調(diào)制方式由AM ， FM到數(shù)字調(diào)制：多址方式由FDMA到TDMA，CDMA；傳遞信息由電報(bào)、語音發(fā)展到數(shù)據(jù)和多媒體。無線電通信技術(shù)，尤其是移動通信技術(shù)的迅猛發(fā)展。早在70年代末英國的Romsey公司為了研究解決頻譜擁擠問題的方法，制造了第一個(gè)軍用“軟件無線電”系統(tǒng)[2]。它工作在很低的頻率，在中頻對信號采樣后送入8085處理器，用軟件進(jìn)行后續(xù)處理。受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，但它驗(yàn)證了直接對低載頻信號進(jìn)行采樣的可行性。

軟件無線電是對傳統(tǒng)無線電通信體系結(jié)構(gòu)的一次重大革新。它使通信系統(tǒng)擺脫了硬件結(jié)構(gòu)的束縛，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對通用和穩(wěn)定的情況下，可以拓展多種服務(wù)。因此，軟件無線電己成為解決不同體制之間互操作問題和開展多種業(yè)務(wù)的手段，具有巨大的商業(yè)和軍事價(jià)值。目前以美國和西歐為主導(dǎo)的各國都在積極地致力于軟件無線電技術(shù)的研究和系統(tǒng)的開發(fā)。

2 軟件無線電模型

理想中的軟件無線電平臺要由幾部分構(gòu)成：RF模塊與天線子系統(tǒng)AlD/A模塊、由DSP芯片織成的高速處理模塊。

軟件無線電的基本思想是：直接對RF信號進(jìn)行采樣，通過加載軟件模塊來實(shí)現(xiàn)所需的功能，包括以前由專用硬件完成的信道檢測、調(diào)制解調(diào)，以及編碼解碼等等。

3 DRM 系統(tǒng)的軟件模擬

DRM 使用 COFDM 技術(shù)，是 OFDM 調(diào)制與信道編碼的組合。所有的編碼音頻和相關(guān)數(shù)據(jù)，都均勻分配到多個(gè)相鄰載波上，而所有載波都在分配的傳輸頻道中。當(dāng)前 30MHz 以下無線電廣播頻道帶寬為 9/10kHz。DRM 系統(tǒng)可用于：1標(biāo)準(zhǔn)帶寬，以滿足當(dāng)前規(guī)劃的情況；2半帶寬（4.5/5kHz），允許與模擬調(diào)幅信號聯(lián)播；3雙倍帶寬（18/20kHz），在頻率規(guī)劃允許時(shí)可提供更大的傳輸容量。

系統(tǒng)的輸入基本上可分為音頻/數(shù)據(jù)信號和信息數(shù)據(jù)信號兩大類，各有其不同的用途，所以在信號處理上略有不同，應(yīng)該根據(jù)信號和節(jié)目材料的類型，選擇適合的編碼參數(shù)，才能達(dá)到數(shù)字 DRM 系統(tǒng)的信號質(zhì)量。主業(yè)務(wù)信道最終要加到信道編碼器中，其形成過程簡述如下只能傳送一套節(jié)目的單一性。

DRM 系統(tǒng)采用 COFDM 方案，其發(fā)射機(jī)是將語音和數(shù)據(jù)信息通過信源編碼變?yōu)閿?shù)字信號，然后通過信道編碼有選擇地加入冗余保護(hù)，再通過 OFDM 調(diào)制、上變頻后發(fā)送到 DRM 廣播的 MW/SW 頻段。

DRM 接收機(jī)將接收信號下變頻為中頻信號，再進(jìn)行同步、信道估計(jì)、信道解碼、信源解碼后得到原來的語音和數(shù)據(jù)信息。

4 DRM 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

信源編碼主要解決數(shù)據(jù)存儲、交換和傳輸?shù)挠行詥栴}，即通過對信源數(shù)據(jù)率的壓縮，力求用最少的數(shù)碼傳遞最大的信息量。

DRM 系統(tǒng)中應(yīng)用了 SBR（頻帶恢復(fù)）技術(shù)，它是一種在低比特率下獲得完全音頻帶寬的音頻編碼增強(qiáng)方法，可與 AAC 和 CELP 聯(lián)合應(yīng)用，構(gòu)成目前能力最強(qiáng)的壓縮方法。使用 SBR 的目的是重建音頻信號中被編碼器丟失的高音段。為了更好地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要在音頻比特流中傳送某些邊信息。SBR 可以將普通低比特率編解碼系統(tǒng)帶寬提高到等于或大于模擬 FM 音頻帶寬（15kHz）。在語音編碼時(shí)，SBR 還可以提升窄帶語音編解碼系統(tǒng)性能，給播音員提供 12kHz 的音頻帶寬，用于多語言廣播等。由于多數(shù)語音編解碼系統(tǒng)都是窄帶的，SBR 的重要作用不僅在于提高音質(zhì)，而且可用于提升語音的清晰度和語音的可懂度。

OFDM 技術(shù)對頻率偏移非常敏感，這種頻率偏移是由于信道的多普勒頻移和振蕩器的不穩(wěn)定，破壞了接收端各子載波間的正交性。頻率偏移會造成 ICI，而采樣時(shí)刻不準(zhǔn)確的后果是 ISI，嚴(yán)重時(shí)接收機(jī)將完全不能識別調(diào)制在原信號中的信息。OFDM 系統(tǒng)對時(shí)域偏差的敏感性要比單載波系統(tǒng)好一些，但是，頻域上頻率的很小偏移卻會產(chǎn)生很大的誤碼率，因此，如何精確估計(jì)頻偏非常重要可以人為在發(fā)送端加一些輔助序列，使得接收端能夠基于最大似然法正確估計(jì)時(shí)域偏移和頻域偏移。

5 DRM 系統(tǒng)的虛擬無線電仿真

1992年5月，美國Mitre公司提出了軟件無線電的概念，即由硬件作為無線電通信的基本平臺，而把盡可能多的無線及個(gè)人通信的功能用軟件來實(shí)現(xiàn)。軟件無線電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)通用化、功能靈活、系統(tǒng)改進(jìn)和升級方便，以及可對不同無線電系統(tǒng)進(jìn)行互操作的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)通用，功能實(shí)現(xiàn)靈活，系統(tǒng)的改進(jìn)和升級很方便；

2. 提供不同系統(tǒng)互操作的可能性；

3. 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，模塊具有很強(qiáng)的通用性，能在不同系統(tǒng)間復(fù)用；

4. 一般而言軟件開發(fā)周期較短，能快速跟蹤市場變化，成本也會降低。

總之，本章在前面研究的基礎(chǔ)上，根據(jù) DRM 標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出了 DRM 系統(tǒng)虛擬無線電中頻仿真軟件，將DRM的COFDM基帶信號調(diào)制到中頻上，為DAMB發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的實(shí)體設(shè)計(jì)，提供了一個(gè)很好的仿真與測試平臺。

軟件無線電是對傳統(tǒng)無線電通信體系結(jié)構(gòu)的一次重大革新。它擺脫了硬件體系結(jié)構(gòu)的束縛，是解決不同通信體制之間互操作問題和開展多種業(yè)務(wù)的最佳途徑，具有巨大的商業(yè)和軍事價(jià)值。開發(fā)虛擬無線電系統(tǒng)可以快速建立軟件無線電原型系統(tǒng)，促進(jìn)對軟件無線電體系結(jié)構(gòu)的深入研究，因而具有理論和實(shí)踐上的雙重意義。

參考文獻(xiàn)

[1]樊昌信等，通信原理，第4版，國防工業(yè)出版社，2001年3月

[2]李棟，DRM 接收機(jī)技術(shù)，廣播和電視技術(shù)，2003 年第 9 期

[3]鄭蜀光，DRM 技術(shù)介紹，廣播和電視技術(shù)，2003 年第 5 期

[4]羅琳、吳樂南，基于虛擬無線電平臺的AM廣播接收系統(tǒng)，電子技術(shù)應(yīng)用，1999年10期

篇3

2.1GPP波形組件劃分

組件化的波形開發(fā)是軟件無線電的一個(gè)重要技術(shù)優(yōu)勢[4]，是提高波形可移植性，提升硬件資源使用效率的技術(shù)基礎(chǔ)，對于提高波形開發(fā)的模塊化程度，加速新波形的開發(fā)進(jìn)度都具有十分重要的作用。一般來說，GPP上的組件包括但不限于邏輯鏈路層組件和無線網(wǎng)絡(luò)層組件。

2.2GPP硬件抽象層的設(shè)計(jì)

硬件抽象層為各異構(gòu)處理器上的通信波形組件屏蔽與硬件相關(guān)的接口，做到通信波形與硬件平臺的分離[5]，實(shí)現(xiàn)通信波形的跨平臺快速移植。在GPP上，硬件抽象層與波形組件之間通過CORBA進(jìn)行交互。GPP硬件抽象層也實(shí)現(xiàn)了核心框架的邏輯設(shè)備(CF::Device)接口[6]，還封裝了接口、控制、路由表維護(hù)、中斷管理及標(biāo)志位管理等功能模塊。

2.3GPP通信波形組件的設(shè)計(jì)

這里以無線網(wǎng)絡(luò)層組件為例進(jìn)行介紹。無線網(wǎng)絡(luò)層組件端口示意圖，User即無線網(wǎng)絡(luò)層組件的使用者，可以為邏輯鏈路層組件或使用無線網(wǎng)絡(luò)層組件的其他組件。WirelessNetDataConsumer繼承自O(shè)ctetStream接口[7]，通過該接口獲得上行和下行數(shù)據(jù)。WirelessNetControl繼承自Resource接口，實(shí)現(xiàn)通信波形的參數(shù)控制和狀態(tài)監(jiān)控。WirelessNetCtlConsumer接口為無線網(wǎng)絡(luò)層組件控制接口，實(shí)現(xiàn)一系列的參數(shù)配置工作。

篇4

軟件無線電是近幾年在無線通信領(lǐng)域提出的一種新的通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，其基本思想是以開發(fā)性、可擴(kuò)展、結(jié)構(gòu)最簡的硬件為通用平臺，把盡可能多的通信功能用可升級、可替換的軟件來實(shí)現(xiàn)。這一新概念一經(jīng)提出，就得到了全世界無線電領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。由于它所具有的靈活性、開放性等特點(diǎn)，不僅在軍、民無線通信中獲得了應(yīng)用，而且還被推廣到其它領(lǐng)域。

FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列) 是上世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的一類新型可編程器件。應(yīng)用FPGA設(shè)計(jì)功能電路時(shí)，可以讓人們的思路從傳統(tǒng)的以單片機(jī)或DSP芯片為核心的系統(tǒng)集成型轉(zhuǎn)向單一專用芯片型設(shè)計(jì)。FPGA技術(shù)的發(fā)展使單個(gè)芯片上集成的邏輯門數(shù)目越來越多，實(shí)現(xiàn)的功能越來越復(fù)雜，人們通過硬件編程設(shè)計(jì)和研制ASIC，可以極大地提高芯片的研制效率，降低開發(fā)費(fèi)用。

基于上述優(yōu)點(diǎn)，用FPGA實(shí)現(xiàn)軟件無線電發(fā)射機(jī)，不僅降低了產(chǎn)品成本，減小了設(shè)備體積，滿足了系統(tǒng)的需要，而且比專用芯片具有更大的靈活性和可控性。在資源允許下，還可以實(shí)現(xiàn)多路調(diào)制，并能對每一路發(fā)射信號的幅度和相位進(jìn)行細(xì)調(diào)，這也是實(shí)現(xiàn)3G智能波束跟蹤算法的基礎(chǔ)。

本文在設(shè)計(jì)上使用了基于多相濾波和單MAC的成形濾波器和高效CIC插值濾波器，充分考慮了性能和資源占用率的關(guān)系，并用MATLAB仿真出各模塊最佳的輸入輸出位數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了資源占用最少而性能最佳的目的。整個(gè)設(shè)計(jì)利用安立公司的PHS專用測試儀MT8801C對其頻譜、眼圖、星座圖和其它各項(xiàng)發(fā)射指標(biāo)進(jìn)行測試，均達(dá)到或超過專用TSP芯片AD6623的效果。

為了滿足系統(tǒng)對鄰道干擾的要求，設(shè)計(jì)中采用了4級級聯(lián)的CIC插值濾波器，插值因子D＝40。由于CIC濾波器的系數(shù)全為1，設(shè)計(jì)中只需要加法器、減法器和延時(shí)單元，而無需乘法器，這對于提高實(shí)時(shí)性、降低占用資源大有益處。為了便于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又保證每一級都不溢出，加減法器的輸入輸出位數(shù)均采用全精度。此外，為了改善FPGA的時(shí)延特性，提高系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率，設(shè)計(jì)采用了流水線技術(shù)，在各級積分器之間插入寄存器。

4.NCO的FPGA實(shí)現(xiàn)

圖2中的NCO實(shí)際上是一個(gè)10.8M載波產(chǎn)生器。用38.4M的時(shí)鐘來分別采樣10.8M的余弦波和反正弦波得到離散值 cos (2π×10.8n/38.4)和-sin(2π×10.8n/38.4)，其中n為非負(fù)整數(shù)，可以看出這些值具有周期性，周期為32。我們把cos(2π×10.8n/38.4)和-sin(2π×10.8n/38.4)(0≤n≤31)這32個(gè)數(shù)量化后存入ROM，用38.4M時(shí)鐘把這些數(shù)循環(huán)讀出，即得到所需的正交數(shù)字載波。

除了上述的模塊外，還有乘法器和加法器模塊，分別用來實(shí)現(xiàn)頻譜搬移和I、Q的合并，它們與其他模塊配合，共同完成整個(gè)調(diào)制和數(shù)字上變頻。

本設(shè)計(jì)選用的FPGA芯片為xilinx的xc2s200e-6pq208，以下是ISE工具產(chǎn)生的布局和布線報(bào)告，為單路調(diào)制的資源占用情況：

五、結(jié)論

由以上的實(shí)測數(shù)據(jù)可以看出，本設(shè)計(jì)用了871個(gè)slice，完成整個(gè)調(diào)制和上變頻過程，調(diào)制的矢量誤差約0.7％，鄰道干擾值約-60 dB，結(jié)果令人滿意。另外，本設(shè)計(jì)是基于PHS系統(tǒng)的π/4 DQPSK調(diào)制，實(shí)際上只要改變里面的調(diào)制映射和成形濾波模塊，就可以實(shí)現(xiàn)其它各種數(shù)字調(diào)制，滿足不同通信系統(tǒng)的要求，具有通用性，是對軟件無線電思想的一個(gè)小小嘗試。

參考文獻(xiàn)

［1］郭梯云，楊家瑋，李建東.數(shù)字移動通信信［M］.北京：人民郵電出版社，2000.

篇5

1無線電的發(fā)展歷程

無線電的發(fā)展過程是:模擬電路發(fā)展到數(shù)字電路;分立器件發(fā)展到集成器件;固定集成器件到可編程器件;小規(guī)模集成到超大規(guī)模集成器件;單模式、單波段、單功能發(fā)展到多模式、多波段、多功能;各自獨(dú)立的專用硬件的實(shí)現(xiàn)發(fā)展到利用通用的硬件平臺和個(gè)性的編程軟件的實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代,隨著移動通信系統(tǒng)的領(lǐng)域的擴(kuò)大和技術(shù)復(fù)雜度的不斷提高,為了克服技術(shù)復(fù)雜度帶來的問題和滿足應(yīng)用多樣性的需求,特別是軍事通信對寬帶技術(shù)的需求,提出在通用硬件基礎(chǔ)上利用不同軟件編程的方法--軟件無線電,把無線電的功能和業(yè)務(wù)從硬件的束縛中解放出來。

在1992年5月在美國通信系統(tǒng)會議上,Jeseph Mitola(約瑟夫•米托拉)首次提出了“軟件無線電”(Software Defined Radio,SDR)的概念。1995IEEE通信雜志,出版了軟件無線電專集。同年美國軍方提出了軍用的Speakeasy計(jì)劃,即“易通話”計(jì)劃,這個(gè)計(jì)劃主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)美軍新一代無線電戰(zhàn)術(shù)電臺,這種電臺具有多種模式、多種速率、多種調(diào)制方式,多種接口方式和多種信息安全方式。軟件無線電在過去的幾年中從軍方的研究逐漸被民間商用移動通信領(lǐng)域所重視,特別是多頻段、多用戶、多模式兼容及互聯(lián)系統(tǒng),對于未來移動通信技術(shù)特別是在我國3G通信之中的運(yùn)用將會起到很關(guān)鍵的作用。

2SDR的概念、體系和特點(diǎn)

軟件無線電是在一個(gè)開放的公共硬件平臺上利用不同的可編程的軟件方法實(shí)現(xiàn)所需要的無線電系統(tǒng)。理想的軟件無線電系統(tǒng)是一種全部可軟件編程的無線電,并以無線電平臺具有最大的靈活性為特征。全部可編程包括射頻波段,信道接入方式和信道調(diào)制。

理想的軟件無線電主要由天線、射頻前端、寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、通用或?qū)Ｓ脭?shù)字信號處理器以及各種軟件組成。理想的軟件無線電的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖1 理想的軟件無線電系統(tǒng)

SDR的特點(diǎn)

(1) 可重構(gòu)性,即系統(tǒng)功能隨著需求而改變的能力。軟件無線電必須在軟件和硬件兩方面都支持系統(tǒng)重構(gòu),才具有通過改變所運(yùn)行的軟件來定義系統(tǒng)功能的能力。

(2) 靈活性。即系統(tǒng)在不改變軟件和硬件結(jié)構(gòu)的條件下,對可重構(gòu)的適應(yīng)能力。軟件無線電必須能夠被精確配置成各種不同的虛擬設(shè)備,還要支持不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)和新功能。

(3) 模塊化。即將定義系統(tǒng)的各個(gè)任務(wù)分解為相互獨(dú)立的軟件和硬件模塊,這些模塊通過接口以邏輯的方式連接起來形成所需要的系統(tǒng)功能。

3SDR在3G中的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢

3.1A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)

軟件無線電的信號接收原理如圖2.天線接收信號經(jīng)放大,濾波和混頻將射頻(RF)信號變換到中頻(IF),經(jīng)過一級抗混迭帶通濾波后由A/D轉(zhuǎn)換器在中頻進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,在由數(shù)字下變頻器(DDC)將IF抽樣信號變換為DSP芯片可直接處理的數(shù)字基帶信號,DSP完成各種所需的信號處理,并將處理結(jié)果送至用戶終端。發(fā)射過程與此類似,DSP處理后的信號經(jīng)插值處理變換到IF,再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換,IF/RF變換后由天線發(fā)射出去。

圖2基于軟件無線電的信號接收原理

根據(jù)Nyquist采樣定理:采樣速率至少是模擬信號最高頻率的2倍,才能保證原信號被無失真的還原。因此要求大輸入信號的帶寬需要A/D轉(zhuǎn)換器有很高的采樣頻率.另外,有多路信號間的遠(yuǎn)近效應(yīng)而要求A/D轉(zhuǎn)換器有很大的動態(tài)范圍和取樣精度。目前基于軟件無線電的采樣技術(shù)有:過采樣技術(shù)、正交采樣技術(shù)、帶通采樣技術(shù)、并行A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。其中過采樣技術(shù)不僅可以降低前級混疊濾波器,也可以有效提高A/D轉(zhuǎn)換的信噪比。而并行A/D轉(zhuǎn)換采樣可以有效提高采樣分辨率。

不管采用哪一種采樣技術(shù),采樣頻率越高,可恢復(fù)的帶寬潛力越大。因此軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難題和關(guān)鍵點(diǎn)就是A/D轉(zhuǎn)換器的速率和動態(tài)范圍。理想的SDR,A/D變換器的動態(tài)范圍應(yīng)該在100-120db或者16-20位。最大輸入信號頻率在1Ghz和5GHz之間。但是以現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平,不可能達(dá)到這個(gè)要求。目前A/D轉(zhuǎn)換器的發(fā)展趨勢是低功率損耗的單片A/D轉(zhuǎn)換器,但是其分辨率的進(jìn)步相對于采樣速率的進(jìn)步要緩慢的多。但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,將超導(dǎo)和光采樣技術(shù)應(yīng)用于A/D轉(zhuǎn)換器,已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢,其中“快速單通量”RSFFQ是最具突破性的一項(xiàng)技術(shù),該技術(shù)基于超導(dǎo)基本量子機(jī)械特性,說明了離散的量化形式中存在著磁通。在該技術(shù)中,單磁通量子脈沖代表二進(jìn)制值。因?yàn)橐粋€(gè)完整的單磁通量子代表一個(gè)脈沖,所以這種技術(shù)的性能受到輸入信號最大轉(zhuǎn)速率的嚴(yán)格限制。因此可以通過對處理速度與分辨率進(jìn)行折衷的方法來達(dá)到最佳技術(shù)性能。

3.2高速處理模塊DSP或FPGA

SDR能否有效實(shí)現(xiàn)取決于高速處理模塊的數(shù)據(jù)處理速度和精度。傳統(tǒng)的無線電設(shè)計(jì)可采用ASIC、DSP和FPGA器件的組合加以實(shí)現(xiàn),而在軟件無線電設(shè)計(jì)過程之中 ,DSP、FPGA和ASIC之間的功能劃分也在發(fā)生變化。ASIC逐漸提供更多的可編程功能,而DSP和FPGA則開始具備ASIC的傳統(tǒng)處理功能,三者之間的界限正變得日益模糊。因此,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)軟件無線電時(shí),通常參照以下原則:(1)ASIC只需提供可以接受的可編程性和集成水平,通常即可為指定的功能提供最佳解決方案。(2)FPGA可為高度并行或涉及線性處理的高速信號處理功能提供最佳的可編程解決方案。(3)DSP可為涉及復(fù)雜分析或決策分析的功能提供最佳可編程解決方案。例如?北京艾科瑞德科技有限公司于2007年推出的應(yīng)用解決方案FFT-SDR-V4。它采用了美國德州儀器公司最高運(yùn)算能力的DSP和Xinlinx高容量的FPGA(2000萬門),解決了軟件無線電發(fā)展中的瓶頸技術(shù)―信號處理的運(yùn)算能力問題。

FFT-SDR-V4高性能軟件無線電解決方案集成了4路實(shí)時(shí)信號采集通道(每個(gè)通道105M, 14bit)和2路信號生成通道(每路160M, 16bit);同時(shí)配備了2顆Xilinx XC4VLX60 FPGA(800-2000萬門)和TI TMS320C6416(1G)高速DSP芯片共同構(gòu)成了高速實(shí)時(shí)信號處理單元;標(biāo)準(zhǔn)cPCI接口,兼容PCI2.2 64位/66MHz;6U標(biāo)準(zhǔn)尺寸;這些結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)信號吞吐、處理和傳輸能力,是當(dāng)今軟件無線電的最佳解決方案之一。

4SDR在3G中的應(yīng)用前景

隨著近年來軟件無線電技術(shù)的高速發(fā)展和逐漸成熟,全軟件無線電將占據(jù)未來移動通訊系統(tǒng)的核心位置,因?yàn)樗梢允瓜到y(tǒng)開發(fā)者完全通過軟件來靈活地配置和升級無線通信系統(tǒng),從而降低成本和更加快速地應(yīng)對市場的變化,例如從EDGE 升級到EDGE Evolution。Octasic公司近期公布了它的首款基于軟件無線電平臺的GSM,EDGE 和EDGE Evolution 的基站收發(fā)機(jī)(BTS)解決方案Vcolla-BTS,該產(chǎn)品應(yīng)用了該公司突破性的數(shù)字信號處理技術(shù)。而英飛凌科技股份公司近日與SkyTerra和TerreStar 網(wǎng)絡(luò)公司聯(lián)合宣布共同開發(fā)全球首款基于英飛凌的創(chuàng)新軟件無線電(SDR)技術(shù)的多制式移動通信平臺。這種突破性技術(shù)能夠讓用戶采用成本相當(dāng)于陸地蜂窩移動通信終端的大眾市場手機(jī),在北美地區(qū)隨時(shí)隨地建立通信。基于SDR技術(shù)的衛(wèi)星―陸地手機(jī),可支持多種蜂窩和衛(wèi)星通信制式,其中包括GSM、 GPRS、EDGE、WCDMA、HSDPA、HSUPA和 GMR1- 2G/3G等。

SDR使得系統(tǒng)具有靈活性和適應(yīng)性,能夠讓不同的網(wǎng)絡(luò)接口和空中接口共存,能夠支持采用不同空中接口的多模式手機(jī)和基站。隨著SDR和3G技術(shù)的不斷成熟,在不久的將來,新一代移動通信技術(shù)可以提供更有效的多種業(yè)務(wù),最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、 藍(lán)牙、廣播、電視衛(wèi)星通信的無縫銜接并相互兼容。

參考文獻(xiàn):

[1]楊小牛等.軟件無線電原理與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001.

[2]姜宇柏,游思晴. 軟件無線電原理與工程應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007

[3]陶然等.多抽樣率數(shù)字信號處理理論及其應(yīng)用[M].北京清華大學(xué)出版社,2007.

篇6

正如我們每天所看到的電視節(jié)目就是從電視臺通過數(shù)字信號的形式進(jìn)行制作、傳輸、 播放等步驟，這樣的形式我們稱之為數(shù)字廣播 .數(shù)字廣播又分為三種，分為地面數(shù)字廣播、衛(wèi)星數(shù)字廣播、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字廣播。

（一）數(shù)字音頻廣播。數(shù)字音頻廣播是起源于20世紀(jì)60年代，表征著數(shù)字信息在我國的開始得到應(yīng)用和發(fā)展，它采用了數(shù)字編碼、數(shù)字調(diào)制等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對廣播的數(shù)字化，而且產(chǎn)生的效果要比模擬信號強(qiáng)上數(shù)百倍，取得的效果顯而易見，正是由于這種質(zhì)量的提升才使得數(shù)字信號的應(yīng)用更加的被大眾所接受，而且需求比較大，所以使得其不僅僅提供音頻服務(wù)，同時(shí)向其他的媒體產(chǎn)業(yè)提供服務(wù)，這種廣播也漸漸的成為世界上發(fā)展的潮流。

（二）數(shù)字電視廣播。數(shù)字電視廣播是在數(shù)字音頻廣播出現(xiàn)后產(chǎn)生的新型廣播技術(shù)，它起源于20世紀(jì)70年代，隨著數(shù)字化電視廣播的不斷發(fā)展，衍生出了電視節(jié)目的錄制，發(fā)射和接收，也就是我們現(xiàn)在看到的數(shù)字電視，這是一個(gè)全新的技術(shù)，它具有一些特殊的優(yōu)勢，比如說抗干擾能力強(qiáng)、頻率資源利用率高等，數(shù)字電視的發(fā)展是在原有的模擬信號電視的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，數(shù)字信號電視的發(fā)展好壞在很大程度上關(guān)系著這個(gè)國家數(shù)字廣播電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度，也標(biāo)志著這個(gè)國家數(shù)字技術(shù)水平，所以說要重視數(shù)字電視的發(fā)展，同時(shí)也要最大程度上的汲取新的技術(shù)手段來不斷地完善該技術(shù)。

（三）網(wǎng)絡(luò)廣播。網(wǎng)絡(luò)廣播在我們目前的生活中占據(jù)了很大一部分比例，扮演著不可替代的角色，網(wǎng)絡(luò)廣播在近幾年發(fā)展的勢頭較為迅猛，這和它所具有的特點(diǎn)有很大的關(guān)系，首先占用的資源比較少，開辦的門檻比較低，這也是它迅速發(fā)展的重要因素之一，另一方面，也正是由于這種原因?qū)е铝耸袌錾先鄙僬嬲膶I(yè)人才，所以視頻制作也是很難找到讓觀眾津津樂道的好視頻，所以一些網(wǎng)站在商業(yè)上也是非常的慎重。

二、軟件無線電技術(shù)

（一）軟件無線電技術(shù)的概念

軟件無線電技術(shù)的基本概念是將開放的，通用的，可擴(kuò)展的硬件作為無線通信的作用平臺，通過這個(gè)平臺實(shí)現(xiàn)更多的無線和個(gè)人通信功能，盡可能多的來實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的價(jià)值。如果要是將無線通信的各種功能都用軟件來代替，應(yīng)該注意一些可能發(fā)生的狀況。

1. 軟件無線電技術(shù)同樣需要硬件，并不是不需要，而是將硬件作為了一個(gè)平臺，將這個(gè)平臺模板化，分為更多的形式來進(jìn)行體現(xiàn)，一個(gè)典型的軟件無線電平臺是有模板化這樣的體現(xiàn)，它可以將這個(gè)平臺分為很多的版塊，比如把硬件單位劃分為射頻、中頻和基帶等層次，在各個(gè)層次之間通過總線來進(jìn)行連接來實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次之間的聯(lián)系。

2. 軟件無線電并非軟件控制得數(shù)字無線電，這兩者存在著很大的區(qū)分，二者的最終目的不相同，軟件無線電技術(shù)的最終目的則是通過軟件實(shí)現(xiàn)各種功能從而達(dá)到通信系統(tǒng)擺脫硬件系統(tǒng)的束縛，使系統(tǒng)的升級或者改進(jìn)都是非常的方便，各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系也更加的緊密。但是數(shù)字無線電并不能做到這一點(diǎn)，它只是通過自己的各個(gè)功能來使硬件與系統(tǒng)之間的聯(lián)系更加地相互依賴。

3. 軟件無線電技術(shù)面臨的首要問題就是對工作頻帶內(nèi)的信號進(jìn)行數(shù)字化，目前由于技術(shù)的限制，還無法在射頻階段進(jìn)行對信號進(jìn)行數(shù)字化處理，在目前的水平內(nèi)可以再中頻階段進(jìn)行信號的處理。

三、軟件無線電技術(shù)在數(shù)字廣播中的應(yīng)用

隨著科技高速的發(fā)展，軟件無線電技術(shù)正在改變?nèi)祟惖膹V播通信的傳統(tǒng)形式，在軟件無線電技術(shù)和數(shù)字廣播中它的基礎(chǔ)方式就是數(shù)字信號的處理。數(shù)字信號的處理可見占據(jù)很重要的地位，它包含了數(shù)字的信號處理和數(shù)字系統(tǒng)，在這些年以來，數(shù)字信號的處理已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展，已經(jīng)能夠應(yīng)對比較復(fù)雜的運(yùn)算，甚至能夠運(yùn)算復(fù)雜的模擬信號，另外，使用數(shù)字信號處理具有很大的優(yōu)勢，首先我們可以發(fā)現(xiàn)它具有很大的靈活性，為了實(shí)現(xiàn)不同的用途，達(dá)到不同的功能，我們可以很隨意很簡單的就把一個(gè)數(shù)字信號系統(tǒng)通過軟件進(jìn)行升級，從而達(dá)到我們的目的。另外它還具有可重復(fù)性，一個(gè)系統(tǒng)它能很精確的進(jìn)行復(fù)制。此外它還具有復(fù)雜性，它可以完成語音識別和圖片壓縮這些功能且在便攜的裝置上完成。另外它還可以完成一些數(shù)字信號算法，更重要的一點(diǎn)是它的穩(wěn)定性特別好，有很好的可靠性，所以它不會出現(xiàn)因?yàn)樵睦匣霈F(xiàn)數(shù)據(jù)漂移的狀況。

在數(shù)字廣播的發(fā)展歷程中，軟件無線電技術(shù)無疑是給它注入了新鮮的血液與活力，我們可以了解到軟件無線電是基于總線連接方式的模塊，每一個(gè)模塊除了具有處理單元和存儲單元外，還應(yīng)具有總線接口單元，所以軟件無線電的硬件平臺具有一些優(yōu)點(diǎn)：

（1）它具有很高的靈活性，它含有很多的不同的功能模塊，正是由于這些不同功能的模塊，所以通過它們之間的不同組合就得到了不同的系統(tǒng)，用來完成不同的工作。

（2）它具有開放性，軟件無線電采用了標(biāo)準(zhǔn)的總線接口方式，在進(jìn)行組裝的時(shí)候它不必采用一定廠家的生產(chǎn)，少了很多的束縛，只要是能夠符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)即可，這樣就大大的縮短了生產(chǎn)的周期，同時(shí)也由于這種開放性，也大大的降低了投資的風(fēng)險(xiǎn)性。

（3）它在進(jìn)行功能擴(kuò)展的時(shí)候比較方便，由于各個(gè)模版之間聯(lián)系不是很大，所以它在增加或者減少功能的時(shí)候?qū)ζ渌δ墚a(chǎn)生的影響微乎其微，這也大大提高了穩(wěn)定性。 在我們的工作中也能減少很多的不必要的麻煩。

四、結(jié) 語

在這個(gè)信息化高速發(fā)展的時(shí)代里，數(shù)字廣播扮演者不可替代的作用，而軟件無線電技術(shù)作為數(shù)字廣播中的新鮮血液，還需要我們付出很多的努力去將這兩者進(jìn)行融合交匯。數(shù)字廣播充斥著我們生活的各個(gè)角落，在這樣的潮流和趨勢下我們必將努力的順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，不斷地去汲取新的技能去充實(shí)著自己，同時(shí)也會將這些新興的技能融入到我們的應(yīng)用中去，就好比數(shù)字廣播中的軟件無線電技術(shù)，雖然過程會很艱辛，但是我堅(jiān)信，通過我們的不斷努力，軟件無線電技術(shù)在數(shù)字廣播中的應(yīng)用必將是一條康莊大道。我們也充滿信心的迎接這個(gè)時(shí)候的到來。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張公禮著.全數(shù)字接收機(jī)理論與技術(shù)[M]. 科學(xué)出版社， 2005

篇7

（1）面板接口模塊主要完成通信系統(tǒng)基帶收發(fā)處理模塊與面板之間的信號接口，面板上的信號通過面板接口模塊連至基帶收發(fā)處理模塊，面板接口模板硬件上是緊貼在機(jī)箱面板的前接口板。

（2）基帶收發(fā)處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)硬件平臺的控制核心和基帶收發(fā)處理通道，其任務(wù)包括信道編譯碼、交織與去交織、組幀與拆幀、調(diào)制與解調(diào)、信號采集、同步與定時(shí)跟蹤等功能，同時(shí)還控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。

（3）模擬電路模塊主要完成系統(tǒng)基帶信號與模擬中頻的接口電路。模擬中頻接口電路主要包含放大電路、混頻電路、濾波電路等，主要完成以下功能：發(fā)送時(shí)完成放大功能，頻合輸出的模擬信號經(jīng)模擬中頻接口電路放大后送至RF模塊；接收時(shí)將射頻模塊送來的中頻信號與頻合輸出的本振信號混頻，經(jīng)過低通濾波后送至基帶收發(fā)處理模塊。

（4）RF模塊：在發(fā)送時(shí)，RF模塊主要完成混頻、濾波、功率放大后變換到射頻發(fā)送出去；在接收狀態(tài)，RF模塊主要完成低噪聲放大，高靈敏度接收并將射頻信號變換到中頻送到模擬電路模塊。

（5）電源模塊是一個(gè)比較獨(dú)立的部分，主要為各個(gè)插板提供模擬電源與數(shù)字電源。

二、基帶收發(fā)處理模塊設(shè)計(jì)

基帶收發(fā)處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)硬件平臺的控制核心和基帶收發(fā)處理通道，為了便于系統(tǒng)改進(jìn)與調(diào)試，系統(tǒng)基帶的硬件平臺設(shè)計(jì)基于軟件無線電的設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)可以很方便地通過算法改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)多種不同調(diào)制解調(diào)方法、不同糾錯編碼方式、不同的分集合并方式等。

基帶收發(fā)處理模塊包括的主要硬件單元有：DSP分析處理模塊、A/D變換器、FIFO、FPGA、EPROM、晶振及其驅(qū)動電路等。同時(shí)基帶收發(fā)處理模塊還包括以下接口信號：與終端的數(shù)據(jù)與控制信號線接口、與面板的接口信號、與模擬電路模塊的接口信號（I，Q兩路的模擬信號），其組成框圖如圖1所示。

篇8

本文說明多重標(biāo)準(zhǔn)車用數(shù)字無線電接收機(jī)概念如何應(yīng)用于七種數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)字調(diào)幅廣播(DRM)；DRM+；數(shù)字音頻廣播(DAB)；DAB+；地面數(shù)字多媒體廣播(T－DMB)；高清調(diào)幅廣播(HD－radio AM)；高清調(diào)頻廣播(HD－radioFM)。

在可行并且高效的情況下，接收機(jī)使用針對每個(gè)數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)的完全嵌入式軟件來實(shí)施數(shù)字信號處理技術(shù)，如濾波、解調(diào)、同步、糾錯等。

sDR作為一個(gè)協(xié)處理器與汽車DSP系列配合使用，可用于超高品質(zhì)的AM／FM接收和音頻后處理。專用汽車DsP可提供高集成、強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)的模擬與數(shù)字解決方案，尤其適合汽車行業(yè)應(yīng)用。配合汽車DSP系列的協(xié)處理器概念如圖1所示。

協(xié)處理器概念加上高效數(shù)字無線電接收方案，使汽車DSP經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證的高性能AM／FM接收性能進(jìn)一步得

到擴(kuò)展，可提供高性能、靈活、高效的SDR并支持相同數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)接收機(jī)，用于背景掃描、多音頻，數(shù)字應(yīng)用和視頻應(yīng)用。

數(shù)字調(diào)幅廣播

數(shù)字調(diào)幅廣播(DRM)是一種適合30MHz頻率以下的中、短、長波數(shù)字無線電系統(tǒng)。它具有近FM的音響品質(zhì)，以及數(shù)字傳輸使用方便的特性，在AM方面的改進(jìn)也很突出。

DRM系統(tǒng)采用編碼正交頻分復(fù)用(cOFDM)技術(shù)。所有由數(shù)字編碼音頻產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的信號數(shù)據(jù)均被分發(fā)，以跨越大量緊密排列的載波進(jìn)行傳輸。所有載波均包含在傳輸信道中。采用時(shí)間和頻率交織的方法來減輕多徑干擾所造成的衰減。OFDM和編碼的各種參數(shù)均可以更改，使DRM可以在很多不同的傳播環(huán)境中順利工作。

DRM的最大比特率是72kbps。

DRM系統(tǒng)利用MPEG-4高效高級音頻壓縮(HE-AAC+v2)，以低數(shù)據(jù)率提供高音頻質(zhì)量。此外，碼激勵線性預(yù)測編碼(cELP)和諧波矢量激勵編碼(HVXC)語音壓縮算法則以更低的數(shù)據(jù)率提供僅語音編程，如圖2所示。

DRM+

DRM+表示DRM的后續(xù)開發(fā)，它是波段Ⅰ和波段Ⅱ(FM波段)中數(shù)字無線電傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。并且，OFDM可提供高效頻譜利用和無干擾移動接收。憑借其95kHz帶寬，DRM+適合歐洲使用的100kHzFM模式，因此可以在波段Ⅱ的各個(gè)頻段中傳輸。

最大有效數(shù)據(jù)率高達(dá)每多路186kbps。采用MPEG-4 HE－AAC+音頻壓縮可以將最多4種不同的音頻流，包括另外的數(shù)據(jù)服務(wù)，甚至是視頻流集成到一個(gè)DRM+多路復(fù)用器上。該系統(tǒng)的總體視圖與DRM的相同，即DRM+可“平穩(wěn)”集成到DRM中。

數(shù)字音頻廣播

在20世紀(jì)80年代晚期設(shè)計(jì)數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)時(shí)，最初有五個(gè)目標(biāo)：提供CD品質(zhì)的無線電廣播；提供優(yōu)于FM的車內(nèi)接收品質(zhì)；更有效地使用頻譜；允許通過電臺名稱而不是頻率來調(diào)諧；最后是允許傳輸數(shù)據(jù)。

均源于DAB的DAB+和T-DMB已經(jīng)集成了MPEG-4 HE-AAC+v2音頻壓縮和帶額外交織的Reed－Solomon糾錯編碼技術(shù)。

DAB+

DAB和DAB+之間的主要差別在于，DAB數(shù)字無線電廣播采用MPEG-2 Audio Layer Ⅱ音頻壓縮技術(shù)，而DAB＋采用MPEG－4HE-AAC+V2音頻壓縮技術(shù)。

HE-AAC+v2是AAC核心音頻壓縮的擴(kuò)展集。此擴(kuò)展集結(jié)構(gòu)允許使用三個(gè)依賴于比特率的選項(xiàng)：普通AAC，用

于高比特率；AAC和頻譜帶復(fù)制(sBR)，即HE-AAC，用于中比特率；AAC、SBR和偽立體聲(Ps)，即HE-AAC+v2，用于低比特率。

每個(gè)音頻超幀都在能夠?qū)崿F(xiàn)重新配置同步與管理的五個(gè)連續(xù)邏輯DAB幀中傳送。

源自原始系統(tǒng)Rs(255、245、t=5)的Reed-Solomon RS(120，110，t=5)截短碼應(yīng)用于每個(gè)音頻超幀的110字節(jié)部分，以生成一個(gè)錯誤保護(hù)包。外部(解)交織器可被120列的區(qū)塊(解)交織器視為一行。DAB+系統(tǒng)的框圖如圖3所示。

T－DMB

根據(jù)ETSI EN 300 401標(biāo)準(zhǔn)，T-DMB也是基于傳統(tǒng)的DAB傳輸系統(tǒng)。這意味著通過向現(xiàn)有DAB系統(tǒng)增加一個(gè)T－DMB視頻編碼器，DAB傳輸即可用于T－DMB傳輸。由于在同一個(gè)系統(tǒng)上提供T－DMB和DAB，因此T－DMB設(shè)備不僅可以接收T-DMB多媒體服務(wù)，還可接收DAB音頻服務(wù)。

T－DMB針對音頻服務(wù)使用比特分片算術(shù)編碼(BsAc)或者HE－AAC＋v2音頻編碼，針對視頻服務(wù)使用高級視頻編碼(AVc)，針對交互式數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)使用二進(jìn)制格式場景(BIFS)。

篇9

這種提高的復(fù)雜性不僅帶來了RF設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，也改變了RF測試的特點(diǎn)。必須使用超出傳統(tǒng)RF發(fā)射機(jī)一致性測試的測量功能，檢驗(yàn)SDR發(fā)射機(jī)的性能。僅僅通過一致性測試并不能保證器件正確工作，也不能為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供經(jīng)濟(jì)的手段。SDR發(fā)射機(jī)必需滿足大量的系統(tǒng)要求，包括在以前的要求基礎(chǔ)上增加的新要求。更重要的是，這些發(fā)射機(jī)將利用固有的智能和靈活性，動態(tài)適應(yīng)當(dāng)前條件和要求。這些復(fù)雜的軟件控制的變動通常會導(dǎo)致毛刺、間歇性干擾、脈沖畸變、數(shù)字到RF耦合及軟件相關(guān)的相位誤差。

為真正解決這一系列新的瞬變現(xiàn)象和新問題，SDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須同時(shí)在時(shí)域和頻域中全面分析和檢定自己的系統(tǒng)。在系統(tǒng)參數(shù)隨著時(shí)間變化時(shí)，使用DPX可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)反常的信號事件和非線性器件行為，顯示實(shí)際RF信號表示。必需執(zhí)行選頻觸發(fā)，確定瞬變事件發(fā)生的時(shí)點(diǎn)。必須執(zhí)行多域時(shí)間相關(guān)分析，確定每個(gè)問題的具體成因。此外，把整個(gè)事件無縫捕獲到存儲器中對后續(xù)深入分析具有重要意義，因?yàn)楹茈y重建發(fā)生觸發(fā)的條件。這些檢驗(yàn)信號性能隨時(shí)間變化的高級調(diào)試方法與傳統(tǒng)靜態(tài)一致性測試相結(jié)合，對有效執(zhí)行SDR測試至關(guān)重要。

收發(fā)機(jī)測試

以SDR收發(fā)機(jī)為例，發(fā)送組件可能包括功放器、濾波器、混頻器、DAC、頻率振蕩器和DSP電路。其它組件可能包括低噪聲放大器、混頻器、ADC、頻率振蕩器、DSP和控制電路。

圖1是收發(fā)機(jī)簡化的功能方框圖，其中沒有數(shù)字中間頻率(IF)或數(shù)字RF。注意，這個(gè)圖中的每個(gè)方框可以通過軟件控制。

圖1：典型SDR收發(fā)機(jī)實(shí)現(xiàn)方案的功能方框圖和測試設(shè)置

檢驗(yàn)典型SDR收發(fā)機(jī)的性能要求采用綜合測試戰(zhàn)略，把沿著發(fā)送/接收鏈不同點(diǎn)上進(jìn)行的測量關(guān)聯(lián)起來。例如，可以通過卓越的實(shí)時(shí)信號分析儀(RTSA)的頻率模板觸發(fā)(FMT)捕獲間歇性信號。RTSA可以使用頻率模板違規(guī)，然后觸發(fā)邏輯分析儀和示波器，允許用戶查看相關(guān)信號的數(shù)字特點(diǎn)和模擬特點(diǎn)。通過使用這種方法，設(shè)計(jì)人員可以確定邏輯電路或模擬控制電壓中是否發(fā)生與頻域違規(guī)相關(guān)的某個(gè)事件。除通過高級觸發(fā)彌補(bǔ)數(shù)字/RF鴻溝外，頂級RTSA可以在相關(guān)的時(shí)域、頻域和調(diào)制域中分析和顯示信號。

超越固態(tài)一致性測試

SDR測試本身包括傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)測試。無線電每種不同的可能配置都必須符合傳統(tǒng)規(guī)范，如占用帶寬、通道功率和鄰道功率。對采用時(shí)分雙工或時(shí)分復(fù)用的系統(tǒng)，存在著定時(shí)要求，如上升時(shí)間和下降時(shí)間。對跳頻系統(tǒng)，可能同時(shí)有與跳頻PLL系統(tǒng)有關(guān)的頻域和時(shí)域指標(biāo)。與傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)不同，SDR器件必須在更加廣泛的工作模式下通過這些測試，這提高了一致性測試的復(fù)雜性。

調(diào)制質(zhì)量測量也是一致性測試的重要組成部分。對數(shù)字調(diào)制的信號，其通常包括誤差矢量幅度(EVM)或相關(guān)功率(RHO)測量。此外，支持模擬模式的SDR設(shè)計(jì)必須通過一致性測試。調(diào)制質(zhì)量既是一致性測量指標(biāo)，也是系統(tǒng)性能問題。EVM差會降低數(shù)據(jù)速率、語音傳輸清晰度和發(fā)送范圍。EVM指標(biāo)還可以洞察潛在的發(fā)射機(jī)問題。基于這些原因，EVM是調(diào)試SDR時(shí)首先要考慮的指標(biāo)之一。

遺憾的是，單純的一致性測試并不足以保證SDR正常工作。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活性，每個(gè)SDR器件必須隨時(shí)間變化來改變重要的工作參數(shù)，以跟上網(wǎng)絡(luò)需求。當(dāng)然，所有這些變化都由軟件控制的收發(fā)機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)。因此，幫助捕獲可能的RF毛刺、瞬變和其它異常事件的工具至關(guān)重要。確定哪個(gè)組件導(dǎo)致了問題也是一個(gè)重大任務(wù)，要求采用全面的調(diào)試戰(zhàn)略。為使器件和網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，必需考慮新的測試方法，幫助檢定和分析SDR RF鏈路怎樣隨時(shí)間變化。

領(lǐng)先的RTSA為SDR調(diào)試提供了強(qiáng)大的功能。首先，必需發(fā)現(xiàn)物理層中存在的問題。這些瞬變事件發(fā)生得可能非常快，在其隨時(shí)間變化時(shí)，當(dāng)前的RTSA使得設(shè)計(jì)人員能夠在頻域中觀察到這些事件。在使用RTSA發(fā)現(xiàn)異常信號行為之后，用戶可以在時(shí)間相關(guān)的多個(gè)域中觸發(fā)、捕獲和分析相關(guān)信號。這種超越純粹一致性測試的能力對檢定和調(diào)試動態(tài)信號必不可少。

跳頻和發(fā)射機(jī)測試

許多系統(tǒng)中都使用跳頻，包括軟件定義的系統(tǒng)，以避免檢測、擁堵和干擾，改善擁有多路徑和衰落的環(huán)境中的性能。跳頻在廣泛的頻率上擴(kuò)展信息。這提高了系統(tǒng)的強(qiáng)健性，因?yàn)轭l率相關(guān)誤差(如干擾或衰落)只會導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失。通過增加前向糾錯編碼、隔行掃描及混合ARQ重傳等技術(shù)，可以有效恢復(fù)在跳擁堵過程中丟失的數(shù)據(jù)。

圖2：110 MHz跨度的數(shù)字熒光顯示技術(shù)，顯示了2.4 GHz ISM頻段。這里的信號與圖3中顯示的信號類似。現(xiàn)在使用數(shù)字熒光和Max Hold軌跡顯示信號，可以看到真正信號行為的實(shí)地RF表示

除常見的跳定時(shí)、頻率穩(wěn)定時(shí)間和幅度穩(wěn)定時(shí)間測量外，還可以使用多種其它測量，使用RTSA調(diào)試跳頻無線電。跳頻涉及頻域、時(shí)域和調(diào)制域交互。能夠以相關(guān)的方式顯示這3個(gè)域在調(diào)試SDR器件中提供了寶貴的工具。

圖2是藍(lán)牙器件跳頻的數(shù)字熒光顯示畫面。傳統(tǒng)上一直用于高級示波器的DPX數(shù)字熒光顯示技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到RF領(lǐng)域中，部分RTSA現(xiàn)在已經(jīng)采用了這種技術(shù)。DPX第一次允許用戶查看“生動的RF”信號，為查看RF信號行為提供了無可比擬的能力。

在圖3中，顯示了一個(gè)藍(lán)牙信號。RTSA的頻譜圖(右下方)顯示了頻率行為隨時(shí)間變化情況。可以看出，在這些跳周圍有很高的頻譜能量。在這種情況下，在發(fā)生跳頻時(shí)，發(fā)射機(jī)可能會干擾相鄰器件。捕獲跳頻使用的儀器必需有足夠?qū)挼膶?shí)時(shí)帶寬，以捕獲大部分跳序列帶寬及其周圍發(fā)生的頻率散射。

圖3：藍(lán)牙跳序列，包括(從左上方順時(shí)針方向) 110 MHz跳序列的頻率對時(shí)間、包括某個(gè)時(shí)點(diǎn)上紅色頻譜圖軌跡的頻譜、功率對時(shí)間概況和頻譜圖

盡管藍(lán)牙不一定使用軟件無線電實(shí)現(xiàn)，但它可以很好地說明在試圖實(shí)現(xiàn)跳頻系統(tǒng)時(shí)面臨的挑戰(zhàn)。對大多數(shù)跳頻系統(tǒng)來說，能夠測量每個(gè)跳頻十分重要。例如，藍(lán)牙規(guī)范要求79個(gè)跳頻中的每個(gè)跳頻(1 MHz通道間隔)位于特定值的75 KHz范圍內(nèi)。這保證不同制造商的器件之間正確互操作。對這一測量，用來測量跳序列的儀器必須涵蓋整個(gè)跳頻范圍。在2.4 GHz ISM頻段中，頂級RTSA的110 MHz實(shí)時(shí)帶寬足以涵蓋整個(gè)83 MHz頻段，同時(shí)還會檢查帶外干擾。

篇10

隨著社會的發(fā)展，無線電頻譜已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域極為重要的資源。伴隨社會無線通信業(yè)務(wù)的極速增長，當(dāng)前無線電頻譜資源已經(jīng)接近匱乏。頻譜資源的高效利用作為無線通信技術(shù)當(dāng)前亟需解決的問題，同時(shí)其也成為制約無線通信發(fā)展的阻礙。基于無線通信技術(shù)的需求和科技的進(jìn)步，認(rèn)知無線電技術(shù)由此產(chǎn)生，其能夠?qū)χ茉怆姶怒h(huán)境進(jìn)行感知，同時(shí)通過無線電描述語言與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流。認(rèn)知無線電通過參數(shù)的調(diào)整，將環(huán)境與無線電參數(shù)進(jìn)行匹配，以確保通信系統(tǒng)的可靠性及頻譜資源的高效利用。

1 認(rèn)知無線電的概述

1.1概念

針對于認(rèn)知無線電的概念解釋，其中最具代表性的是Mitola、FCC、ITU-WP8A及John Notor等人和組織提供的認(rèn)知無線電概念。

Mitola認(rèn)為認(rèn)知無線電是為保障個(gè)人無線數(shù)字助理及網(wǎng)絡(luò)偵測用戶需求且為這些需求提供適合的無線電資源，認(rèn)知無線電是軟件無線電的一種，同時(shí)綜合應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面及認(rèn)知等性能[1]。

FCC將認(rèn)知無線電定義為通過運(yùn)行環(huán)境的改變來控制發(fā)射機(jī)參數(shù)的一種無線電[2]。

ITU-WP8A將認(rèn)知無線電定義為能夠感知并了解操作環(huán)境，自主調(diào)整操作參數(shù)的一種無線電。

John Notor認(rèn)為軟件無線電不是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電的必須條件，同時(shí)認(rèn)知無線電不是軟件無線電的發(fā)展，兩者間屬于重疊關(guān)系[3]。

1.2特點(diǎn)

（1）認(rèn)知能力。認(rèn)知無線電能夠由工作環(huán)境感知到周遭信息，由此來標(biāo)識頻譜資源的使用狀況，由此來重新選擇頻譜資源的適應(yīng)工作參數(shù)。根據(jù)瑞典皇家學(xué)院使用的認(rèn)知循環(huán)得知，認(rèn)知無線電的任務(wù)主要包含三個(gè)方面：頻譜感知、頻譜分析及頻譜判定。其中頻譜感知主要用來檢測可使用頻段及頻譜空穴現(xiàn)象；頻譜分析主要用來分析估計(jì)頻譜獲取的頻譜空穴特點(diǎn)；頻譜判定主要根據(jù)頻譜空穴的特征及用戶的需要進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的選擇。

（2）重構(gòu)能力。認(rèn)知無線電能夠通過當(dāng)前動態(tài)編程的改變從而使用不同無線傳輸技術(shù)來接收輸出數(shù)據(jù)，基于對頻譜授權(quán)用戶進(jìn)行干擾的基礎(chǔ)，使用授權(quán)系統(tǒng)中的閑置頻譜為用戶提供極為可靠的服務(wù)，以上便是認(rèn)知無線電重構(gòu)內(nèi)容的工作核心。當(dāng)頻譜被指定用戶使用的時(shí)候，認(rèn)知無線電能夠通過兩種應(yīng)對方式進(jìn)行解決：一是切換到其他空閑頻段進(jìn)行通信；二是繼續(xù)使用此頻段，但要通過改變該頻段的發(fā)射速度及調(diào)制方案來避免對用戶造成通信干擾。

（3）兩種無線電之間的關(guān)系。軟件無線電系統(tǒng)內(nèi)部的A/D及D/A完全變更至中頻，通過對系統(tǒng)進(jìn)行采樣，由中頻進(jìn)行數(shù)字化處理；認(rèn)知無線電技術(shù)基于軟件無線電采用通信協(xié)議技術(shù)，同時(shí)增加人工智能的支持，對其自身環(huán)境感知極為敏感，并能根據(jù)環(huán)境合理調(diào)整通信功率、頻率及其他參數(shù)[4]。軟件無線電系統(tǒng)具有較高的靈活性，但較于認(rèn)知無線電缺乏一定智能。認(rèn)知無線電能夠自適應(yīng)頻譜環(huán)境，而軟件無線電能夠自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

2 認(rèn)知無線電研究現(xiàn)狀

2.1 DARPA

美國國防研究計(jì)劃局已經(jīng)對頻譜資源的有效利用展開研究，關(guān)于XG計(jì)劃的研究目標(biāo)有以下兩點(diǎn)：第一，研究靈活的頻譜分配技術(shù)，檢測頻譜環(huán)境，開發(fā)頻譜使用機(jī)會；第二，在軟件支持的基礎(chǔ)上研究靈活的政策機(jī)制，主要體現(xiàn)在定義抽象行為、操作模式對應(yīng)策略；同時(shí)策略約束通過下載軟件完成。

2.2 E2R

E2R是歐洲委員會的綜合項(xiàng)目，該系統(tǒng)可以為多種空中接口、協(xié)議及應(yīng)用提供相關(guān)的平臺和所需環(huán)境，同時(shí)通過認(rèn)知算法的升級和重新配置實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。重新配置能夠靈活的改變軟件設(shè)置，以此來提高網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備性能。E2R系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能來完成，主要包括：服務(wù)協(xié)議、安全、干擾、下載、設(shè)備重新設(shè)置、服務(wù)適應(yīng)與供應(yīng)、系統(tǒng)檢測、頻譜轉(zhuǎn)移及動態(tài)資源管理等。當(dāng)前E2R項(xiàng)目進(jìn)程處于第二階段進(jìn)行中，其在2006年開始啟動至今。

2.3 BWRC

BWRC對于認(rèn)知無線電的研究主要集中在認(rèn)知無線電策略及與開發(fā)相關(guān)技術(shù)上，主要的研究內(nèi)容包括：認(rèn)知無線電的物理層面、認(rèn)知無線電多用戶、試驗(yàn)平臺、MAC設(shè)計(jì)及認(rèn)知無線電規(guī)則等方面。

2.4 WINLAB

WINLAB在認(rèn)知無線電研究領(lǐng)域中涉及到的項(xiàng)目主要有：開放頻率使用認(rèn)知無線電及認(rèn)知無線電平臺。開放頻率的使用認(rèn)知無線電項(xiàng)目在2004年秋天開始啟動，通過與朗訊公司的科學(xué)技術(shù)合作，使用認(rèn)知無線電算法和構(gòu)架研究實(shí)現(xiàn)無線頻率的開放使用[5]。主要研究內(nèi)容包括頻率連接調(diào)度算法的共享、定價(jià)、頻譜仲裁及干擾避免機(jī)制等。

2.5 CWT

CWT在認(rèn)知無線電的研究區(qū)域包含兩個(gè)項(xiàng)目，第一，美國的無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)―VT認(rèn)知引擎，主要內(nèi)容是開發(fā)并且測試認(rèn)知無線電系統(tǒng)原型，于未被使用的TV頻道實(shí)現(xiàn)WiFi的無許可操作，用來研究合法無線電及認(rèn)知無線電之間的協(xié)作關(guān)系；第二，美國全球協(xié)作的公共安全認(rèn)知無線電模型，通過建立認(rèn)知無線電模型的方式來識別三種不同的公共安全波形，且相互協(xié)調(diào)[6]。

除此之外，為了保障無線網(wǎng)絡(luò)具備更優(yōu)的認(rèn)知無線電技術(shù)，提高頻譜的利用效率，IEEE同時(shí)制定出兩種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即802.11h與802.22。其中IEEE802.11h能夠有效為無線局域網(wǎng)開放5GHz的頻譜，降低無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜干擾，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的共享。IEEE802.22通過運(yùn)用認(rèn)知無線電技術(shù)將電視廣播的VHF頻帶頻率作為寬帶訪問線路進(jìn)行利用，由此來支持未經(jīng)許可的無線設(shè)備占用未經(jīng)使用的TV頻帶。

3 認(rèn)知無線電發(fā)展前景與技術(shù)

3.1終極無線電

國內(nèi)有研究學(xué)者研究出盲源分離的無線通信技術(shù)，其能夠脫離感知頻譜空穴，直接在隨意信道上進(jìn)行通信，其能夠有效屏蔽信道中的各種信息干擾，準(zhǔn)確分辨出所需信息，該種無線電被稱為終極無線電。終極無線電主要通過盲源分離來實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用，但盲源分離的基礎(chǔ)是信號遠(yuǎn)離噪聲的理想情況，實(shí)際生活中無法實(shí)現(xiàn)，由此終極無線電的研究仍在繼續(xù)，面臨諸多挑戰(zhàn)。

3.2關(guān)鍵技術(shù)

（1）頻譜檢測。頻譜檢測技術(shù)主要包括單點(diǎn)頻譜檢測，其主要通過檢測單個(gè)無線電節(jié)點(diǎn)來確定無線環(huán)境的頻率占用狀況；多點(diǎn)協(xié)同頻譜檢測：將多個(gè)節(jié)點(diǎn)的頻譜檢測結(jié)果統(tǒng)一，提高檢測正確性。

（2）頻譜資源分配。解決頻譜資源分配緊張的方法有兩條，第一，通過提高頻譜資源的利用率和充分利用授權(quán)用戶的頻譜資源；第二，提高通信系統(tǒng)的運(yùn)行效率，將已獲得的頻譜資源進(jìn)行優(yōu)化分配，提高利用率。正交頻分復(fù)用技術(shù)屬于當(dāng)前有效實(shí)現(xiàn)頻譜資源控制的主要傳輸方式，其能夠通過頻率的合理組合來實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用，合理控制頻譜、時(shí)間及功率等資源的利用。

（3）動態(tài)頻譜管理。動態(tài)頻譜管理同時(shí)被稱作動態(tài)頻譜分配，其主要通過發(fā)射端來執(zhí)行。頻譜管理主要通過自適應(yīng)策略來高效利用通信頻譜，同時(shí)能夠較大程度提高無線通信的靈活性和信道使用能量，從而實(shí)現(xiàn)主用戶和次用戶間避免沖突和公平共存頻譜的目的。動態(tài)頻譜管理可以通過對頻譜的辨認(rèn)來了解頻譜可用時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)頻譜的合理分配，頻譜分配主要根據(jù)頻譜節(jié)點(diǎn)數(shù)將頻譜分配給一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。動態(tài)頻譜管理應(yīng)當(dāng)對節(jié)點(diǎn)的接受能力進(jìn)行評估，同時(shí)對源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)整。

（4）位置感知。地理環(huán)境的差異會對無線電信號產(chǎn)生影響，例如，室內(nèi)與室外、城市與農(nóng)村、山區(qū)與平原等相比較，后者的無線電信號較前者更強(qiáng)一些。認(rèn)知無線電技術(shù)中的定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，能夠有效幫助其識別自身位置，由此根據(jù)所處環(huán)境選取適當(dāng)發(fā)送頻率及調(diào)制方式等。

（5）鏈路保持。通常授權(quán)用戶進(jìn)行再次通信時(shí)，認(rèn)知無線電技術(shù)需要在極短的時(shí)間內(nèi)將正在進(jìn)行得頻率空出，同時(shí)還需保障通信的連續(xù)性，以上便是認(rèn)知無線電技術(shù)中的鏈路保持技術(shù)。諸多研究學(xué)者認(rèn)為，編碼技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)鏈路保持技術(shù)，主要方式通過增加鏈路冗余達(dá)到數(shù)據(jù)冗余。但冗余數(shù)與鏈路可靠性并不成正比[7]。

（6）物理安全。認(rèn)知無線電系統(tǒng)使機(jī)會方式與用戶頻段相結(jié)合，容易干擾到主用戶，因此頻譜感知必須具備極強(qiáng)的弱信號檢測功能，主要用以檢測主用戶的信號，方便其切換頻道。與此同時(shí)，認(rèn)知無線電系統(tǒng)較易受到干擾與攻擊，即為“模仿主用戶攻擊”的問題。跳頻通信系統(tǒng)具備極強(qiáng)的抗干擾能力，能夠有效解決無線通信的干擾問題，同時(shí)能夠容許系統(tǒng)出現(xiàn)較高的擴(kuò)頻頻段，能夠與認(rèn)知無線電技術(shù)進(jìn)行完美融合。由此看來，在認(rèn)知無線電技術(shù)中引用跳頻通信技術(shù)能夠?yàn)闊o線電系統(tǒng)提供物理安全保障。

3.3重點(diǎn)研究內(nèi)容

（1）理論與應(yīng)用。主要為大規(guī)模的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其中相對重要的內(nèi)容包括：認(rèn)知無線電的理論基礎(chǔ)與相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如，頻譜資源的合理管理、跨層次的優(yōu)化等[8]。

（2）系統(tǒng)開發(fā)。當(dāng)前，多個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)正在進(jìn)行開發(fā)，一旦開發(fā)成功，會對認(rèn)知無線電的基本理論及關(guān)鍵技術(shù)提供驗(yàn)證所需的測試床，能夠促進(jìn)認(rèn)知無線電技術(shù)的使用范圍。

（3）系統(tǒng)結(jié)合。當(dāng)前認(rèn)知無線電技術(shù)不應(yīng)當(dāng)對授權(quán)用戶做出改變，授權(quán)用戶與認(rèn)知無線電用戶一同進(jìn)行工作時(shí)，勢必會提高無線通信效率。當(dāng)前，諸多研究已經(jīng)在分析認(rèn)知無線電與現(xiàn)有無線通信相結(jié)合的方式，有了一定成果。認(rèn)知無線電與智能天線和軟件無線電等相互結(jié)合的應(yīng)用方式具有良好的發(fā)展前景。

（4）隱藏終端。有工程師認(rèn)為，認(rèn)知無線電技術(shù)能夠識別其周遭的發(fā)射機(jī)，但對接收機(jī)無法識別，由此便會出現(xiàn)隱藏終端的問題，加之電信自由化問題，造成認(rèn)知無線電技術(shù)僅能對其了解信號產(chǎn)生反應(yīng)。認(rèn)知無線電無法識別其他頻段，造成一個(gè)完整的無線電感知系統(tǒng)無法識別頻段的使用方式。

（5）頻譜法律管理。當(dāng)前情勢下，諸多頻段已經(jīng)成為人類開展業(yè)務(wù)的一種手段，特定情況下，人類為獲取頻段的優(yōu)先使用權(quán)會投入巨大資金，但是新的服務(wù)可能會干擾到基礎(chǔ)設(shè)施，由此造成當(dāng)前業(yè)務(wù)模式出現(xiàn)問題。

（6）頻譜與路由聯(lián)合選擇技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)能夠根據(jù)周圍環(huán)境的變化來實(shí)現(xiàn)通信頻率的正確選擇，通常情況下，通信頻率的改變的前提是適當(dāng)調(diào)整上層協(xié)議，例如，路由協(xié)議等方面。認(rèn)知無線電技術(shù)根據(jù)頻譜改變來正確選擇頻譜感知路由協(xié)議的過程需要技術(shù)人員深入研究。除此之外，認(rèn)知無線電技術(shù)中的認(rèn)知引擎、認(rèn)知算法及通用平臺等幾方面內(nèi)容同樣值得深入探討[9]。

4 結(jié)語

認(rèn)知無線電是一種基于軟件無線電的智能無線電，其能夠完美展現(xiàn)新型的頻譜管理模式，同時(shí)將自身與外界環(huán)境進(jìn)行融合，以此來解決通信需求與頻譜資源間的供需矛盾。認(rèn)知無線電帶給無線通信發(fā)展空間的同時(shí)促進(jìn)了無線電的發(fā)展，其屬于多種高科技技術(shù)的綜合，在軍事及民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景極為廣闊。認(rèn)知無線電技術(shù)在應(yīng)用過程中會面臨諸多難題，需要諸多技術(shù)性的突破，將其納入實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用還需要時(shí)間，該領(lǐng)域的諸多問題已經(jīng)成為無線通信研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊洪賓.基于軟件無線電技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)研究[J].科技資訊，2015，05（10）：18-20.

[2]張玲.認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)信道分配技術(shù)探析[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2015，04（06）：52-54.

[3]鄭志超.軟件無線電技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，09（12）：35-38.

[4]李玲.論基于軟件無線電的通信系統(tǒng)[J].電子世界，2013，02（11）：65-66.

[5]王建秋.軟件無線電現(xiàn)狀發(fā)展及其在專網(wǎng)中的應(yīng)用[J].信息通信，2013，04（20）：253-254.

[6]鄭濤，志，施Z，等.基于FPGA的軟件無線電接收平臺設(shè)計(jì)[J].軟件，2013，04（06）：26-28.

[7]趙小璞，石賤弟.一種軟件無線電與認(rèn)知引擎的接口實(shí)現(xiàn)方法[J].電子設(shè)計(jì)工程，2013，13（05）：127-130.

[8]李瑞正，周威.淺析軟件無線電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013，07（09）：207-208.

篇11

1.2軟件平臺

數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)采用的是分層軟件體系，其包括DSP指令、函數(shù)庫、信號流變換庫、小波與濾波的變換、調(diào)制算法庫、編碼算法庫、信道糾錯編碼庫及各種無線電信令規(guī)程庫等。

1.3關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代的無線電已經(jīng)是將計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)融合為一體的新技術(shù)。首先，寬帶多頻段是其核心技術(shù)，軟件無線電技術(shù)的工作寬帶一般是1Mhz到3Ghz，如果其天線采用傳統(tǒng)方法，由于天線長度的影響，會對信號的傳輸產(chǎn)生影響。其次，采用數(shù)模和模數(shù)技術(shù)，將兩者的轉(zhuǎn)換器靠近天線，并將其移到RF前端，對較高頻段的信號進(jìn)行數(shù)字化，這個(gè)過程需要對工作寬帶和模數(shù)采樣頻率進(jìn)行較高的要求。另一方面，環(huán)境的復(fù)雜性對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速率和寬帶都提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求其動態(tài)范圍較大，在寬帶達(dá)到要求時(shí)，也應(yīng)注意ADC是否具有較高的采樣率。最后，DSP技術(shù)和高速數(shù)字處理技術(shù)也是軟件無線電的核心技術(shù)之一，數(shù)字信號在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后，DSP軟件將繼續(xù)對其進(jìn)行處理，因此說軟件無線電技術(shù)的關(guān)鍵是數(shù)字處理能力。硬件技術(shù)和軟件技術(shù)是影響無線電技術(shù)的重要因素，目前軟件無線電技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用由于受到硬件技術(shù)的限制，特別是在木塊分化方面，因此應(yīng)加強(qiáng)硬件技術(shù)的改進(jìn)，為軟件技術(shù)提供一個(gè)廣闊的發(fā)展平臺。

2數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字廣播電視的基本原理就是將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，實(shí)現(xiàn)其完美過渡。將A/D變換器靠近射頻天線以盡早獲取模擬信號，隨后將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號是軟件無線電技術(shù)的基本思路。無線電技術(shù)以數(shù)字廣播電視為載體，在產(chǎn)生數(shù)字信號后，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)化為模擬信號。軟件無線電技術(shù)以較強(qiáng)的靈活性，通過升級去完成對一些關(guān)鍵技術(shù)的突破。

2.1DRM的發(fā)展

由于數(shù)字化媒體的快速發(fā)展及調(diào)頻廣播競爭的加強(qiáng)，許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始了調(diào)頻廣播數(shù)字化的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)前數(shù)字信號和模擬信號同時(shí)存在，可以借助無線電技術(shù)對模擬設(shè)備進(jìn)行研制。隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，為了提升無線電廣播的質(zhì)量，可以將數(shù)字廣播與資源有效結(jié)合起來。

2.2DRM中無線電技術(shù)的應(yīng)用

由于廣播的寬帶較窄，信號的動態(tài)范圍較大，在實(shí)際應(yīng)用中對其方案的選擇應(yīng)慎之又慎。可以對一個(gè)寬帶變頻模塊進(jìn)行增加，將其增加到A/D/A天線間，使信號由全頻變?yōu)橹蓄l帶，然后對中頻帶信號的預(yù)定功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.3DRM發(fā)射機(jī)中軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

相比較接收機(jī)，發(fā)射機(jī)的研制顯得更為復(fù)雜，發(fā)射機(jī)一般包含三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，其中的調(diào)制子系統(tǒng)和數(shù)字編碼負(fù)責(zé)對數(shù)字信號和相位的處理，而模擬處理子系統(tǒng)則更多的被應(yīng)用于調(diào)相符號或幅相符號的轉(zhuǎn)換上，功率放大以及信號的發(fā)射則依靠發(fā)射子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

2.4數(shù)字電視接收系統(tǒng)

當(dāng)前廣泛采用的是中頻數(shù)字化結(jié)構(gòu)，其原理是通過多頻段的天線將數(shù)字信號傳送到RF部分，隨后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過數(shù)字上下變頻器，其將信號傳送給DSP進(jìn)行處理。在以軟件無線電技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字電視接受系統(tǒng)，首先要通過模擬變頻對信號進(jìn)行處理，使其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號相適應(yīng)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理后，其輸出為基帶信號，然后數(shù)字變頻對寬帶內(nèi)的信號進(jìn)行正交變頻，使其成為與信號帶寬相適應(yīng)的數(shù)字信號，這種信號要能夠被HDTV處理。在實(shí)際中，為了提高數(shù)據(jù)的處理速度，常常采用較多的處理器模塊。而在軟件無線電技術(shù)中，都是采用軟件對算法進(jìn)行處理，通過軟件的升級來增加新的功能，而HDTV接收機(jī)正是以軟件無線電原理為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上，其不僅可以產(chǎn)生能夠適應(yīng)多種編碼速率的數(shù)字電視信號，而且其自身的系統(tǒng)升級能力也較強(qiáng)。HDTV實(shí)現(xiàn)新制式的播放方法對軟件無線電技術(shù)降低成本具有較大的幫助。

2.5軟件無線電技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)和3G時(shí)代，信道調(diào)制方式會極大影響數(shù)字廣播電視的發(fā)展，因此需要引進(jìn)新的無線通信技術(shù)。當(dāng)下用戶需要的是多層次配置，而軟件無線電技術(shù)中正是一種優(yōu)質(zhì)資源，依靠其實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的最佳配置，改變以往的追求統(tǒng)一性的調(diào)制方式，努力建立一個(gè)開放性的平臺，通過平臺上軟件的升級來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的各種特征。

篇12

文

1 概述

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息社會將以移動通信和巨大全球性市場為標(biāo)志，移動通信業(yè)務(wù)將向企業(yè)和個(gè)人提供豐富多彩的信息和娛樂，涵蓋話音，視頻和高速INTERNET接入。目前許多國家已經(jīng)開始了3G業(yè)務(wù)的營運(yùn)，向世界各地的用戶提供話音和多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)。3G為通信業(yè)，信息科技業(yè)和媒體業(yè)帶來了重大機(jī)遇，從根本上改變了移動通信僅僅是固定電話的便攜式替代品的傳統(tǒng)觀念。

：6000多字 有參考文獻(xiàn)

170元

篇13

在現(xiàn)實(shí)生活中，軟件定義無線電技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用不斷地發(fā)展研究，各國為了早日實(shí)現(xiàn)軍事化的軟件定義無線電技術(shù)，加大了對軟件定義無線電的研究。目前，軟件定義無線電技術(shù)已成為未來軍事通信發(fā)展的趨勢。①

1 軟件通信體系結(jié)構(gòu)

1.1 硬件體系結(jié)構(gòu)

軟件通信體系中硬件體系結(jié)構(gòu)采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，通過面向面向?qū)ο蠹夹g(shù)的概念對系統(tǒng)內(nèi)部的典型模塊進(jìn)行劃分，要求實(shí)際系統(tǒng)一旦實(shí)現(xiàn)，必須將其詳細(xì)的、完整的接口進(jìn)行公開。軟件開發(fā)人員可以通過公開的接口，對硬件的性能和容量以加載特定的波形，第三方則通過公開的接口，提供系統(tǒng)內(nèi)部模塊，方便了新技術(shù)的插入。

硬件體系結(jié)構(gòu)除了要對所有無線設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部硬件模塊的組成進(jìn)行定義，還要給出所有無線設(shè)備內(nèi)部硬件的物理屬性。當(dāng)無線設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部硬件物理屬性符合條件時(shí)，這些硬件設(shè)備就可以應(yīng)用到實(shí)際平臺硬件模塊，具有統(tǒng)一性，針對所有的通信設(shè)備來說都是通用的，實(shí)現(xiàn)了硬件模塊設(shè)計(jì)的實(shí)用性與通用性，節(jié)約了系統(tǒng)成本。未來無線通信系統(tǒng)發(fā)展主要以軟件為主，而現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)是由軟件與硬件相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)無線通信的功能。因此，為滿足無線通信系統(tǒng)未來發(fā)展的需求，硬件模塊要具有一定的可擴(kuò)展性，這可以確保在原有硬件模塊基礎(chǔ)上，通過增加新的功能或者在已有的硬件模塊中增加新的硬件模塊來實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)，既保證了硬件模塊統(tǒng)一性，又增加了硬件模塊內(nèi)在的靈活性，滿足軟件無線電發(fā)展的需求。②

1.2 軟件體系結(jié)構(gòu)

在軟件通信體系中軟件與硬件所承擔(dān)的功能不同，根據(jù)軟件在通信體系中所承擔(dān)的功能，可將軟件體系結(jié)構(gòu)由上到下分為應(yīng)用程序、核心框架、公共對象請求體系中間件和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)四部分。其中核心框架、公共對象請求體系中間件以及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)三部分共同構(gòu)成了軟件體系結(jié)構(gòu)中的核心內(nèi)容，也是軟件體系結(jié)構(gòu)中一個(gè)通用的軟件平臺。軟件平臺的構(gòu)成給開發(fā)人員和波形的設(shè)計(jì)帶來了新的要求與限制，有利于實(shí)現(xiàn)波形從一個(gè)無線通信系統(tǒng)到另一個(gè)無線通信系統(tǒng)的移植。

1.3 安全體系結(jié)構(gòu)

軟件通信體系中安全體系結(jié)構(gòu)，為了保證在不同的無線通信系統(tǒng)能夠相互通連與相互操作，是為了確保用戶的信息在傳輸、發(fā)送、處理以及存儲過程中的完整性與機(jī)密性。在安合體系結(jié)構(gòu)中，整個(gè)系統(tǒng)的安全功能是由一個(gè)通信保密模塊、紅邊處理器以及黑邊處理器三部分共同來完成的，而非一個(gè)邊界分明的安全模塊來單獨(dú)完成。③

2 軟件定義無線電系統(tǒng)

軟件定義無線電系統(tǒng)又稱為軟件無線電系統(tǒng)，是一種可以通過軟件進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)全部功能的無線電，具有較高的靈活性與通用性。用戶通過軟件無線電系統(tǒng)，對動態(tài)修改配置對系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)裝備與軟件更新設(shè)備進(jìn)行修改，從而獲得更好的服務(wù)與性能。軟件定義無線電系統(tǒng)是通過一個(gè)簡單的終端設(shè)備，運(yùn)用軟件重配置功能來支持各種不同種類的無線系統(tǒng)與服務(wù)的新技術(shù)。固定或者移動的軟件定義無線電設(shè)備，都能讓用戶通過改變軟件改變接收與發(fā)送的特征。移動無線電系統(tǒng)與改變運(yùn)行模式的軟件定義無線電設(shè)備相互通聯(lián)，并且能夠同時(shí)在多種公共安全頻帶中工作。

軟件定義無線電系統(tǒng)不僅具備基本的無線通信功能，還具有以下三個(gè)方面的功能：一是通過軟件定義無線電系統(tǒng)能夠升級系統(tǒng)所裝載的軟件，以此來達(dá)到對系統(tǒng)的升級與功能的更新。④二是軟件定義無線電系統(tǒng)可以支持不同電臺系統(tǒng)的相互通聯(lián)，達(dá)到不同獨(dú)立運(yùn)行的電臺系統(tǒng)能夠互傳信息。三是軟件定義無線電系統(tǒng)主要以軟件為主，解放了硬件通信業(yè)務(wù)傳輸方式，通過軟件定義無線電系統(tǒng)所裝載不同軟件實(shí)現(xiàn)動態(tài)配置系統(tǒng)功能。

3 軟件定義無線電的發(fā)展

軟件定義無線電技術(shù)采用現(xiàn)代化高端軟件進(jìn)行操縱與控制，具有高自動化程度與較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，打破傳統(tǒng)依賴于硬件發(fā)展的通信體系。軟件定義無線電體系的發(fā)展是通信領(lǐng)域的第三次革命，經(jīng)歷了從固定通信到移運(yùn)通信，模擬通信到數(shù)字通信的改革。

軟件定義無線電技術(shù)作為現(xiàn)代通信行業(yè)新技術(shù)，在未來的無線電通信應(yīng)用中有良好的發(fā)展前景，可能成為未來無線電通信技術(shù)的支柱。軟件定義無線電技術(shù)可以多頻段多模式的手機(jī)、衛(wèi)星通信、智能天線以及蜂窩移動通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)等各個(gè)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件定義無線電系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，無線通信體系朝著通信數(shù)字化、智能一體化的發(fā)展。由于我國目前無線通信體系硬件水平的有限，導(dǎo)致軟件無線電通信還達(dá)不到理想的要求。針對軟件通信體系與軟件定義無線電系統(tǒng)的研究，可以預(yù)見，軟件定義無線電技術(shù)可能成為未來通信行業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容。⑤

注釋

① 范建華，王曉波，李云洲.基于軟件通信體系結(jié)構(gòu)的軟件定義無線電系統(tǒng)[J].通信技術(shù)，2011，51（8）：1031-1037.

② 劉獻(xiàn)，張棟嶺，陳涵生.軟件定義無線電及軟件通信體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范[J].計(jì)算機(jī)工程，2009，30（1）：95-98.