軟件無(wú)線電技術(shù)課件

1、軟件無(wú)線電技術(shù)軟件無(wú)線電技術(shù) 無(wú)線通信被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、氣象、軍事、民用等領(lǐng)域。軍方：大量不兼容的協(xié)議降低了聯(lián)合作戰(zhàn)的能力。（固定、機(jī)載、車載、背負(fù)。不同公司的產(chǎn)品）“沙漠風(fēng)暴”行動(dòng)和格林納沖突，美軍各種通信設(shè)備的不兼容性暴露無(wú)疑，不得不借助許多額外的無(wú)線電臺(tái)，才能保障高效的通信聯(lián)絡(luò)。7.1 軟件無(wú)線電概述1、軟件無(wú)線電的由來(lái) 無(wú)線通信被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、氣象、軍事、民用等軟件無(wú)線電的由來(lái)民用：大量現(xiàn)有及新協(xié)議的競(jìng)爭(zhēng)且互不兼容，無(wú)線電系統(tǒng)被割據(jù)，受地理范圍限制，運(yùn)營(yíng)商為此投入大量費(fèi)用，升級(jí)困難。歐洲第一代模擬網(wǎng)：加入歐洲郵電會(huì)議(CEPT)的16個(gè)國(guó)家，分別共使用6種不同的制式。這些模擬通信體系

2、的制式，頻率各不相同，不能互通、兼容。那些喜歡到鄰國(guó)旅游的人們，車一出國(guó)門電話就不通了，帶來(lái)了極大的不便。矛盾的核心：互通性到底怎么辦？軟件無(wú)線電的由來(lái)民用：大量現(xiàn)有及新協(xié)議的競(jìng)爭(zhēng)且互不兼容，無(wú)線1）軍方：設(shè)計(jì)一種能夠使用幾種不同協(xié)議在多個(gè)不同頻段上運(yùn)作的無(wú)線電系統(tǒng)，即多頻段多模式無(wú)線電（MBMMR） 在單個(gè)機(jī)箱內(nèi)放置支持不同系統(tǒng)的所有硬件，不同系統(tǒng)的切換通過(guò)改變硬件設(shè)備的激活狀態(tài)，實(shí)質(zhì)是一種組合無(wú)線電系統(tǒng)。其龐大的開支，短暫的壽命，使這種設(shè)想并沒(méi)有發(fā)揮多大作用。1）軍方：設(shè)計(jì)一種能夠使用幾種不同協(xié)議在多個(gè)不同頻段上運(yùn)作的2）可編程數(shù)字無(wú)線電系統(tǒng)（PDR） 對(duì)簡(jiǎn)單參數(shù)可編程，允許某種程度的重構(gòu)

3、，特別是基帶處理過(guò)程，但無(wú)線電系統(tǒng)的主要功能仍由硬件定義，特別是發(fā)射和接收部分。3）軟件無(wú)線電系統(tǒng)（SDR） 將更多的無(wú)線電基本功能推延到軟件領(lǐng)域，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程更加接近天線，射頻硬件獲得更大的獨(dú)立性。2）可編程數(shù)字無(wú)線電系統(tǒng)（PDR）3）軟件無(wú)線電系統(tǒng)（SDR1992年，MILTRE公司的Joseph Mitola首次明確提出了軟件無(wú)線電的概念。其中心思想是： 構(gòu)造一個(gè)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來(lái)完成，并使A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無(wú)線通信系統(tǒng)。目前，采用

4、開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（OSA），一種非專利、層次化的體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)層次公開且有明確定義的接口和標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)，將數(shù)字化處理推延到天線端并實(shí)現(xiàn)包括天線在內(nèi)的所有組件的完全可編程控制。 1992年，MILTRE公司的Joseph Mitola首次4）感知無(wú)線電系統(tǒng)（Cognitive Radio） 結(jié)合人工智能領(lǐng)域的概念，實(shí)現(xiàn)的無(wú)線電系統(tǒng)能夠?qū)λ幍沫h(huán)境有所“感知”。以軟件無(wú)線電為擴(kuò)展平臺(tái)的一種新的智能無(wú)線通信技術(shù)，它可以感知到周圍的環(huán)境特征，并自動(dòng)調(diào)整其設(shè)備的一些發(fā)射和接收參數(shù)。具有感知能力的設(shè)備能夠在時(shí)域、頻域和空域多維空間，對(duì)較寬的頻段不斷地進(jìn)行頻譜偵聽(tīng)，能夠偵測(cè)到這些頻段內(nèi)主用戶，從而能得知頻譜的

5、使用情況。整個(gè)過(guò)程可以通過(guò)“偵聽(tīng)感知自適應(yīng)”的循環(huán)來(lái)表示，關(guān)鍵技術(shù)：無(wú)線電傳輸場(chǎng)景分析、信道狀態(tài)估計(jì)、功率控制、頻譜偵測(cè)功能、動(dòng)態(tài)頻譜分配、抗干擾技術(shù)。 4）感知無(wú)線電系統(tǒng)（Cognitive Radio）2、軟件無(wú)線電的特點(diǎn)（1）可重構(gòu)性：改變無(wú)線電系統(tǒng)個(gè)性化的能力，編程實(shí)現(xiàn)，波形、算法等可重構(gòu)。（2）靈活性：不用改變體系結(jié)構(gòu)就能適應(yīng)可重構(gòu)的能力（3）模塊化：對(duì)每種功能的封裝，增加或替換模塊即可改變系統(tǒng)功能。（4）可擴(kuò)展性：在系統(tǒng)硬件或軟件中增加新模塊的能力，經(jīng)得起考驗(yàn)的（future-proof）無(wú)線電系統(tǒng)。（5）可復(fù)制性和互信道連接性：共享或交換信息的能力（6）開放性 2、軟件無(wú)線電的特

6、點(diǎn)（1）可重構(gòu)性：改變無(wú)線電系統(tǒng)個(gè)性化的能3、已開發(fā)和正在開發(fā)的軟件無(wú)線電系統(tǒng)（1）SPEAKeasy（2）JTRS（聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)）目標(biāo)： 支持的工作頻率范圍最初為：2MHz-2GHz； 可以通過(guò)波形軟件進(jìn)行重構(gòu)； 支持話音、視頻和數(shù)據(jù)的應(yīng)用； 在軟件和硬件方面都可擴(kuò)展； 利用商業(yè)現(xiàn)貨組件； 能夠與不同的波形、傳統(tǒng)的裝備以及為不同環(huán)境而設(shè)計(jì)的無(wú)線電系統(tǒng)進(jìn)行互操作。應(yīng)用環(huán)境：機(jī)載、固定/艦載、車載、背負(fù)、手持3、已開發(fā)和正在開發(fā)的軟件無(wú)線電系統(tǒng)（1）SPEAKeasy 實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)系列，共享通用的SCA（軟件通信體系結(jié)構(gòu)），SCA強(qiáng)調(diào)開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和廣泛使用的面向?qū)ο蟮姆椒ā?/p>

7、（3）WITS（無(wú)線信息傳輸系統(tǒng)） MOTOLARA開發(fā)，JTRS/SDR論壇的第一個(gè)具體例證，系列產(chǎn)品：6004/5004/3004,體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有分布式處理環(huán)境、分成紅邊和黑邊，由基于CORBA的SCA促成。（4）SDR-3000數(shù)字收發(fā)機(jī)子系統(tǒng) 由Spectrum Signal Processing提供，能夠同時(shí)支持許多發(fā)射和接收信道，每個(gè)信道具有獨(dú)立的空中接口協(xié)議，與2G/3G/JTRS等兼容，包括輸入輸出模塊、基帶處理機(jī)和轉(zhuǎn)換模塊。 實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)系列，共享通用的SCA（軟件通（5）Spectrum Ware 麻省理工學(xué)院?jiǎn)?dòng)，考察學(xué)術(shù)性軟件無(wú)線電體系結(jié)構(gòu)，研究通用處理器

8、在實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電系統(tǒng)方面的適應(yīng)性，兩個(gè)關(guān)鍵創(chuàng)新：用于處理系統(tǒng)輸入輸出的機(jī)制;創(chuàng)建快捷而簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)功能實(shí)現(xiàn)所需要的編程環(huán)境，其編程環(huán)境支持4個(gè)方面的適應(yīng)性：信號(hào)環(huán)境、內(nèi)部算法、用戶需求、資源可用性。由Vanu公司研究成果的商業(yè)化。（6）CHARIOT(適于互操作通信的可變高級(jí)無(wú)線電系統(tǒng)) 弗吉尼亞工學(xué)院開發(fā)，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的全球移動(dòng)信息系統(tǒng)計(jì)劃的一部分，集中發(fā)展3個(gè)前沿技術(shù)：自適應(yīng)天線陣、多用戶基站和自適應(yīng)移動(dòng)接收機(jī)。通過(guò)創(chuàng)建形式化的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行環(huán)境中使用可重構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電系統(tǒng)，采用3種先進(jìn)思想：自定義計(jì)算設(shè)備、基于流的處理和硬件分頁(yè)。（5）Spectrum Ware（7）其他：

9、 可編程模塊化通信系統(tǒng)PMCS Atlantic Paw 計(jì)劃 美國(guó)海軍的數(shù)字模塊化無(wú)線電系統(tǒng)大量具有軟件無(wú)線電特征的產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 （7）其他：7.2 軟件無(wú)線電的實(shí)例軟件無(wú)線電技術(shù)的發(fā)現(xiàn)MBMMR SPEAKeasy Phase1SPEAKeasy Phase27.2 軟件無(wú)線電的實(shí)例軟件無(wú)線電技術(shù)的發(fā)現(xiàn)MBMM軟件無(wú)線電技術(shù)1、1991年Joseph Mitola III提出軟件無(wú)線電概念，并各到廣泛認(rèn)可。I coined the term Software Radio in 1991 to signal the shift from hardware intensive digita

10、l radios of the 1980s to the multiband multimode software-defined radios of the year 2000 and beyond. Last year, I coined the term Cognitive Radio to refer to that class of software radio that employs model-based reasoning and at least a chess-program level of sophistication in using, planning, and

11、creating radio etiquettes. Cognitive radio is an emerging topic within software radio.1、1991年Joseph Mitola III提出軟件無(wú)線2、美國(guó)軍方開始的Speakeasy（易通話）研發(fā)，代表軟件無(wú)線電技術(shù)的研究全面開展。 易通話電臺(tái)試圖通過(guò)全數(shù)字、軟件可編程、基帶信號(hào)處理、多頻段、小功率射頻收發(fā)信機(jī)、大功率放大器和天線分系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。目前，易通話已經(jīng)完成了第一階段和第二階段的研究。2、美國(guó)軍方開始的Speakeasy（易通話）研發(fā)，代表軟件軟件無(wú)線電技術(shù)易通話的兩個(gè)研發(fā)階段易通話的兩個(gè)研發(fā)階

12、段1）易通話工程的第一階段 第一階段主要驗(yàn)證軟件無(wú)線電概念的正確性、可行性。由美國(guó)國(guó)防部支持和Hazeltine, TRW, Lockheed-Martin, Motorola, and Rockwell-Collins等公司贊助，完成： - 兩個(gè)可編程信道的電臺(tái)實(shí)現(xiàn)。 VME bus architecture Texas Instrument quad-TMS320C40 multi-chip module for digital signal processing SUN Sparc 10 工作站作為主機(jī)接口。 - 采用模塊設(shè)計(jì)，19標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱。1）易通話工程的第一階段 第一階段主要驗(yàn)語(yǔ)音/

13、數(shù)據(jù)接口通信保密波形合成傳輸保密數(shù)字信號(hào)處理高速信號(hào)預(yù)處理頻率變換濾波放大天線分系統(tǒng)終端控制人機(jī)接口電源分系統(tǒng)時(shí)鐘分系統(tǒng)易通話電臺(tái)信號(hào)處理流程語(yǔ)音/數(shù)通信保密波形傳輸數(shù)字信高速信號(hào)頻率變換天線分系統(tǒng)終端終端控制多處理器分系統(tǒng)預(yù)處理分系統(tǒng)波形產(chǎn)生分系統(tǒng)高頻分系統(tǒng)頻率合成器IR/FR控制分系統(tǒng)基帶轉(zhuǎn)換分系統(tǒng)干擾抑制分系統(tǒng)時(shí)鐘/定時(shí)參考分系統(tǒng)信息保密分系統(tǒng)易通話工程功能方框圖終端多處理器預(yù)處理波形產(chǎn)生高頻IR/FR控制基帶轉(zhuǎn)換干擾抑制2）易通話工程的第二階段 在第一階段成功完成理論驗(yàn)證基礎(chǔ)上，研制演示系統(tǒng)，達(dá)到下列目標(biāo)： - 正真開放式結(jié)構(gòu) - 功能軟件可編程 - 能與TF-XXI AWE F, I

14、rwin, March 97等電 臺(tái)互通 - 支持HF, VHF, UHF 多頻段2）易通話工程的第二階段 在第一階段成功完易通話第二階段的功能模塊天線耦合器發(fā)射接收信道A/DD/A預(yù)處理器(ASIC)波形處理器(DSP)信息安全控制多媒體接入路由器GPS控制處理器參考時(shí)鐘蜂窩電話射頻前端信號(hào)處理信息安全網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)控制外部接口人機(jī)接口MBMMR電臺(tái)的組成易通話第二階段的功能模塊天線發(fā)射A/DD/A預(yù)處波形信息多媒易通話第二階段的功能模塊SPEAKEASY MULTIBAND, MULTIMODE COMMUNICATIONS TERMINAL易通話第二階段的功能模塊SPEAKEASY MULTI

15、BAN易通話第二階段的功能模塊SPEAKEASY MULTIBAND, MULTIMODE COMMUNICATIONS TERMINAL易通話第二階段的功能模塊SPEAKEASY MULTIBAN3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS） JTRS是美軍為了適應(yīng)三軍聯(lián)合作戰(zhàn)的需要，在MBMMR的基礎(chǔ)上提出的一種戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)是基于MBMMR的戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電臺(tái)（JTR）。JTR系列電臺(tái)與常規(guī)電臺(tái)的最大不同點(diǎn)是具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能和信息安全處理能力。另外，JTR比MBMMR電臺(tái)支持更加廣泛的信號(hào)波形，它還能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行快捷高效的波形升級(jí)。3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS） JT3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)

16、線電系統(tǒng)（JTRS） JTR系統(tǒng)除2MHz2GHz工作頻率外，具有以下技術(shù)特性： 即插即用通用性；模塊化硬件可現(xiàn)場(chǎng)配置；波形軟件可現(xiàn)場(chǎng)編程；嵌入式定位：自動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)輸送態(tài)勢(shì)感知；保密的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能；3個(gè)或更多個(gè)其他網(wǎng)絡(luò)模式；3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS） JTR系統(tǒng)除2M3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）自動(dòng)區(qū)域或互聯(lián)網(wǎng)路由選擇；動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接、尋址和帶寬分配；模擬選定的傳統(tǒng)無(wú)線電臺(tái)；“動(dòng)中通”功能；開放式物理結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)；應(yīng)未來(lái)技術(shù)、系統(tǒng)和支援作戰(zhàn)結(jié)構(gòu)（可擴(kuò)展性）。3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）自動(dòng)區(qū)域或互聯(lián)網(wǎng)路由選擇；聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）射頻前端調(diào)制解調(diào)信號(hào)處理信息安全網(wǎng)絡(luò)

17、互聯(lián)系統(tǒng)控制人機(jī)接口內(nèi)部互連總線(黑)用戶接口(用于信息安全)天線接口內(nèi)部互連總線(紅)用戶接口網(wǎng)絡(luò)接口聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）射頻調(diào)制信號(hào)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)人機(jī)內(nèi)4、JTRS提出的軟件通信結(jié)構(gòu)SCA首先提出SCA的是美軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS），目的是建立獨(dú)立于設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架。其目標(biāo)是確保軟件和硬件的可移植性和可配置性，并確保根據(jù)SCA開發(fā)的產(chǎn)品之間的互通。之后，軟件定義無(wú)線電（SDR）論壇也接受SCA規(guī)范，并正在把SCA發(fā)展為商業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。4、JTRS提出的軟件通信結(jié)構(gòu)SCA首先提出SCA的是美軍聯(lián)JTRS提出的軟件通信結(jié)構(gòu)SCASCA要達(dá)到的八個(gè)目標(biāo)通用的和開放的結(jié)構(gòu)支持多種設(shè)備

18、系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境多波段多模式與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容新技術(shù)的引入具有開放性保密性網(wǎng)絡(luò)化軟件重用/通用的波形軟件JTRS提出的軟件通信結(jié)構(gòu)SCASCA要達(dá)到的八個(gè)目標(biāo)基于SCA的無(wú)線通信系統(tǒng) 在SCA 中，根據(jù)通信功能的劃分，所有的資源通過(guò)軟件平臺(tái)分別加載到相應(yīng)的硬件模塊中，從而完成用戶通信功能。從OSI（開放系統(tǒng)互連） 模型來(lái)看，這些通信功能包括了物理層的數(shù)字信號(hào)處理、鏈路層的協(xié)議處理、網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議處理、網(wǎng)絡(luò)間的路由轉(zhuǎn)發(fā)、信息的安全傳送、外部輸入輸出訪問(wèn)等。下圖是基于SCA 的無(wú)線通信系統(tǒng)方框圖?；赟CA的無(wú)線通信系統(tǒng) 在SCA 中，信息源加密器編碼器調(diào)制器信道解調(diào)器譯碼器解密器受信者信息信息噪聲源

19、HW：射頻/調(diào)制解調(diào)模塊SW：調(diào)制解調(diào)資源/ 數(shù)據(jù)鏈路資源黑邊子系統(tǒng)HW：黑邊處理模塊SW：調(diào)制解調(diào)資源/網(wǎng)絡(luò)信息資源SW：網(wǎng)絡(luò)信息資源/數(shù)據(jù)鏈路資源HW：信息安全模塊（通信保密模塊）加密子系統(tǒng)HW：紅邊處理模塊HW：輸入輸出模塊SW：輸入輸出資源SW：信息安全資源紅邊子系統(tǒng)紅邊子系統(tǒng)基于SCA的無(wú)線通信系統(tǒng)方框圖信加編調(diào)信解譯解受信息信息噪聲源HW：射頻/調(diào)制解調(diào)模塊SWSCA的軟件結(jié)構(gòu)SCA的軟件結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)運(yùn)行環(huán)境（OE：Operating Environment），還包括一系列CF業(yè)務(wù)和結(jié)構(gòu)化的軟件（主板支持軟件包、操作系統(tǒng)和服務(wù)、CORBA中間件）。SCA使用的是面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法

20、，其開發(fā)過(guò)程不僅可以用于框架的定義，還可以用于產(chǎn)品的開發(fā)。SCA使用聯(lián)合建模語(yǔ)言UML對(duì)接口進(jìn)行圖示建模，使用接口定義語(yǔ)言CORBA IDL對(duì)接口進(jìn)行定義。SCA的軟件結(jié)構(gòu)SCA的軟件結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)運(yùn)行環(huán)境（OE：O軟件無(wú)線電技術(shù)在民用方面，軟件無(wú)線電也取得了很大的發(fā)展。如：已經(jīng)研制成功的220MHz地震遙測(cè)系統(tǒng)，采用16QAM的調(diào)制方式，信道帶寬為20kHz，頻帶利用率為3b/(s*Hz)。利用這種設(shè)備,不但降低了成本，還提高了系統(tǒng)的靈活性。又比如3G/4G中的應(yīng)用。4、軍事上成功，是軟件無(wú)線電技術(shù)迅 速在民用上推廣在民用方面，軟件無(wú)線電也取得了很大的發(fā)展。如：已經(jīng)研制成功的7.3 軟件無(wú)線

21、電技術(shù)的研究?jī)?nèi)容1、軟件無(wú)線電基本平臺(tái)設(shè)計(jì) 一般說(shuō)來(lái)，軟件無(wú)線電主要由天線、射頻前端、寬帶A/D-D/A轉(zhuǎn)換器、通用和數(shù)字信號(hào)處理以及各種軟件組成，理想的軟件無(wú)線電的組成結(jié)構(gòu)如下圖：窄帶A/D_D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理軟件DSP寬帶A/D_D/A轉(zhuǎn)換器射頻前端模塊電話圖像數(shù)據(jù)傳真7.3 軟件無(wú)線電技術(shù)的研究?jī)?nèi)容1、軟件無(wú)線電基本平臺(tái)設(shè)目前，軟件無(wú)線電的結(jié)構(gòu)基本上可以分為三種： - 射頻低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)； - 射頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)； - 寬帶中頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)。目前，軟件無(wú)線電的結(jié)構(gòu)基本上可以分為三種：2、硬件功能的模塊化設(shè)計(jì) 軟件無(wú)線電的硬件具有開放性，其硬件必將采用總線結(jié)構(gòu)。采用

22、標(biāo)準(zhǔn)的、高性能的開放式總線結(jié)構(gòu)便于硬件模塊的不斷升級(jí)和擴(kuò)展。工業(yè)控制總線的總線標(biāo)準(zhǔn)很多，例如ISA、PCI、VME等。其中，針對(duì)多處理系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的VME總線被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制之中。也是軟件無(wú)線電選擇的總線之一。 下面給出一個(gè)基于VME總線的簡(jiǎn)單的軟件無(wú)線電硬件結(jié)構(gòu)圖示：2、硬件功能的模塊化設(shè)計(jì) 寬 帶 射 頻板 存 儲(chǔ) 器 板并行DSP板高速A/DD/A板 VME 主機(jī)板 用 戶 接 口 板音頻視頻傳真數(shù)據(jù)VME總線 多路耦合器 高速數(shù)據(jù)總線 寬 帶 射 頻板 存 儲(chǔ) 器 板并行DSP板高速3、軟件的模塊化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο缶幊蹋?軟件無(wú)線電的軟件應(yīng)具有開放性，可以不斷更新或者升級(jí)，而軟件的加

23、載可以通過(guò)空中接口實(shí)現(xiàn)，使用起來(lái)快捷方便。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)API來(lái)進(jìn)行區(qū)分，進(jìn)行模塊化。采用通用對(duì)象請(qǐng)求代理（CORBA）技術(shù)，以面向?qū)ο蠓椒榛A(chǔ)，為分布環(huán)境中各類網(wǎng)絡(luò)互相訪問(wèn)、協(xié)同工作提供了一個(gè)一致的服務(wù)平臺(tái)。 CORBA能夠無(wú)縫的共享應(yīng)用數(shù)據(jù)，它提供了一種軟總線。 概念說(shuō)明 CORBA - 是一種規(guī)范，用于解決面向?qū)ο蟮漠悩?gòu)應(yīng)用之間的互操作問(wèn)題，提供分布式計(jì)算所需要的一些其他服務(wù)。使用CORBA IDL可以描述CORBA中間件接口。3、軟件的模塊化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο缶幊蹋很浖哪K化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο缶幊蹋很浖K軟件模塊軟件模塊軟件模塊層間通信垂直接口 傳統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu)1234軟件的模塊化設(shè)計(jì)和面

24、向?qū)ο缶幊蹋很浖K軟件模塊軟件模塊軟件軟件的模塊化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο缶幊蹋很浖K1軟件模塊2軟件模塊3軟件模塊4CORBA軟總線基于CORBA的軟件結(jié)構(gòu)軟件的模塊化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο缶幊蹋很浖K1軟件模塊2軟件模塊4、軟件化及軟件化程度的評(píng)價(jià)我們知道軟件無(wú)線電是要在通用的硬 件平臺(tái)上，靠軟件來(lái)完成各式各樣的功能。因此，軟件化的程度是一個(gè)很重要的指標(biāo)。 1997年Joe Mitola 提出用矢量V(N，PDA，HM，SFA)表示軟件化程度，每個(gè)參量的取值均為03 。4、軟件化及軟件化程度的評(píng)價(jià)我們知道軟件無(wú)線電是要在通用的硬軟件無(wú)線電技術(shù)5、智能天線技術(shù)我們知道軟件無(wú)線電是要實(shí)現(xiàn)多波段、多制式電臺(tái)

25、的互通互連，必然要引入多天線技術(shù)。軟件無(wú)線電技術(shù)與數(shù)字多波束形成（DBF）相結(jié)合的完美產(chǎn)物就是智能天線技術(shù)。 實(shí)際上智能天線技術(shù)已經(jīng)成為下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。5、智能天線技術(shù)我們知道軟件無(wú)線電是要實(shí)現(xiàn)多波段、多制式電臺(tái)軟件無(wú)線電技術(shù)6、軟件無(wú)線電理論和信號(hào)處理算法軟件無(wú)線電是建立在一個(gè)具有高速處理能力的通用平臺(tái)上，因此DSP處理成為軟件無(wú)線電的核心。從采樣理論、多速率信號(hào)處理，到通信信號(hào)理論、波形生成算法和信號(hào)處理算法，許多新概念、理論和算法成為軟件無(wú)線電的根本所在。6、軟件無(wú)線電理論和信號(hào)處理算法軟件無(wú)線電是建立在一個(gè)具有高7.4 軟件無(wú)線電數(shù)學(xué)模型軟件無(wú)線電的宗旨：（1）盡可能地簡(jiǎn)

26、化射頻模擬前端，使A/D轉(zhuǎn)換盡量靠近天線，數(shù)字化后的信號(hào)盡量多用軟件處理。（2）硬件平臺(tái)應(yīng)具有開放性、通用性，軟件應(yīng)具有可升級(jí)性，可替換性。軟件無(wú)線電可分為三大組成部分：射頻處理前端A/DD/A數(shù)字處理軟件7.4 軟件無(wú)線電數(shù)學(xué)模型軟件無(wú)線電的宗旨：射頻處A/D數(shù)字基于采樣方式的不同，軟件無(wú)線電的組成結(jié)構(gòu)可以分成以下3種： 1）射頻全寬帶低通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu) 2）射頻直接帶通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu) 3）寬帶中頻帶通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)基于采樣方式的不同，軟件無(wú)線電的組成結(jié)構(gòu)可以分成以下3種：射頻全帶寬低通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：雙工器超寬帶濾波器超寬帶放大器超高速超寬帶A/D分波段濾波

27、器超寬帶功率放大器超高速超寬帶D/A超高速 DSP軟件射頻全帶寬低通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：雙工器超寬射頻直接帶通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：雙工器窄帶電調(diào)濾波器放大器A/D功放“0”內(nèi)插上變頻D/ADSP軟件窄帶電調(diào)濾波器射頻直接帶通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：雙工器窄帶電寬帶中頻帶通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：分波段濾波器 功放高放 雙工器 一本振 一中放 濾波A/DD/A DSP (軟件)fsf0放大放大 一本振 二中放寬帶中頻帶通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：分波段 功高7.5 信道化軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)模型前面的兩種結(jié)構(gòu)模型只能對(duì)單個(gè)信號(hào)或有限幾

28、個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，如果信道數(shù)比較多，則多通道方案就顯得過(guò)于復(fù)雜。信道化模型不僅能同時(shí)發(fā)射整個(gè)處理帶寬（0fs）內(nèi)所有信道上的信號(hào)，而且運(yùn)算效率高，實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本結(jié)構(gòu)核心同信道化接收機(jī)，都是基于多相濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)內(nèi)插的方式。7.5 信道化軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)模型前面的兩種結(jié)構(gòu)模型只能對(duì)單7.5.1 發(fā)射機(jī)信道化的基本概念全信道化發(fā)射的原理說(shuō)明 1）對(duì)i 個(gè)待發(fā)射基帶復(fù)信號(hào)mi(t)進(jìn)行頻率為fs的采樣，得到的數(shù)字譜如下圖所示： 2）對(duì) 進(jìn)行I倍內(nèi)插和濾波后得到的數(shù)字譜為下圖所示：7.5.1 發(fā)射機(jī)信道化的基本概念全信道化發(fā)射的原理說(shuō)明 3）然后分別用移頻因子 把基帶移至 處，如下圖所示：其中 由下式確定：0為了簡(jiǎn)化，修改移頻方