軟件無(wú)線電技術(shù)分解資料

1、軟件無(wú)線電技術(shù)分解移動(dòng)通信n第一代是采用的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)n第二代是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) ,根據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)不同又分為系統(tǒng)、系統(tǒng)等 ;n個(gè)人通信系統(tǒng) ()為第三代 ,它要達(dá)到的目標(biāo)是“任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以和其他任何人進(jìn)行通信”。通信技術(shù)的作用n一方面使通信產(chǎn)品的生存周期縮短 ,開發(fā)費(fèi)用上升；n另一方面 ,新老通信體制共存 ,各種通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)變得更加復(fù)雜、困難 ,這在軍事通信中尤為突出。Joe Mitola說(shuō) 在 1 992年 5月的全美遠(yuǎn)程系統(tǒng)會(huì)議 (Nationaltele systems conference)上 ,Mitre公司的科學(xué)家Joe Mitola在同IEEE的一位

2、會(huì)員談話時(shí) ,首先提出了軟件無(wú)線電的概念。 軟件無(wú)線電基于一硬件平臺(tái) ,其/變換應(yīng)盡量地靠近天線 ,而將盡可能多的無(wú)線通信功能用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。n美國(guó)利用軟件無(wú)線電技術(shù)的主要工程是聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)()。旨在提供22000頻段的視距()和超視距()話音、圖像和數(shù)據(jù)傳輸,以代替一系列戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)?？梢钥醋魇恰币淄ㄔ挕惫こ痰难永m(xù)。n以雷聲公司的指揮、控制、通信與信息系統(tǒng)分公司為首的承包小組,包括工業(yè)公司、羅克韋爾柯林斯公司和馬可尼公司,已定義了的體系結(jié)構(gòu),這是消除各軍兵種間和聯(lián)合作戰(zhàn)互通性這一基本問(wèn)題所邁出的堅(jiān)實(shí)一步。n雷聲公司牽頭的研究小組于2000年12月交付了軟件通信體系結(jié)構(gòu)()的最新版本,這是開發(fā)

3、應(yīng)用程序的基礎(chǔ),交付軟件通信體系結(jié)構(gòu)是工程的第1和第2階段。其它生產(chǎn)廠家包括哈里斯公司、波音公司、摩托羅拉公司和公司在內(nèi)的制造商正在對(duì)不斷演變的軟件通信體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證,這屬于2階段。n哈里斯公司以其/-117()費(fèi)爾康多頻段電臺(tái)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)其軟件通信體系結(jié)構(gòu)合同中自己的那一部分項(xiàng)目。3n德國(guó)公司已研制成功了用途非常廣泛的高質(zhì)量軟件無(wú)線電系列3、3(4400系列)和3(6000系列)。其通用性表現(xiàn)在3個(gè)方面:多頻段、多功能和多模式。n3可作為戰(zhàn)斗網(wǎng)電臺(tái)在戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行半雙工話音和數(shù)據(jù)傳輸;作為功能性終端集成到分組無(wú)線網(wǎng)(),具有分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗵δ?在干擾和重新分配電臺(tái)的情況下能實(shí)現(xiàn)路由

4、自適應(yīng);它還可以作為距離擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)()用于在不同通信頻段和保密配置的電臺(tái)間建立話音和數(shù)據(jù)服務(wù);作為無(wú)線接入點(diǎn)()時(shí),3可為固定網(wǎng)絡(luò)提供接口,它還具有智能網(wǎng)關(guān)和轉(zhuǎn)信功能。33n3覆蓋的頻段包括頻段、戰(zhàn)斗網(wǎng)電臺(tái)()的頻段、地-空通信的頻段高端以及地-空和衛(wèi)星通信的頻段。多功能性意味n多功能性意味著除了進(jìn)行話音傳輸外,還可以進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)處理,并以較高的數(shù)據(jù)率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸.軟件無(wú)線電的發(fā)展簡(jiǎn)史n最初軟件無(wú)線電只是以美國(guó)為中心在軍用通信領(lǐng)域內(nèi)開發(fā)，形成軟件無(wú)線電的基本概念。到1994年開發(fā)成功并做出了軟件無(wú)線電樣機(jī)“SPEAKeasy”。軟件無(wú)線電系統(tǒng)的發(fā)展軟件無(wú)線電體系結(jié)構(gòu)軟軟 件件 無(wú)無(wú) 線線 電電

5、臺(tái)臺(tái) 的軍事背景的軍事背景n如 何 打 贏 未 來(lái) 以 信 息 戰(zhàn) 為 主 要 作 戰(zhàn) 樣 式 的 高 技 術(shù) 條 件 下 的 局 部 戰(zhàn) 爭(zhēng)， 已 成 為 各 國(guó) 軍 隊(duì) 研 究 探 討 的 主 要 課 題。 信 息 戰(zhàn) 和 數(shù) 字 化 戰(zhàn) 場(chǎng) 等 新 概 念 表 明， 現(xiàn) 代 戰(zhàn) 爭(zhēng) 的 指 揮 自 動(dòng) 化 體 系 對(duì) 軍 事 通 信 保 障 能 力 提 出 了 更 高 的 要 求， 即 要 求 盡 快 提 供 軍 隊(duì) 通 信 保 障 的 協(xié) 同、 機(jī) 動(dòng)、 保 密、 抗 干 擾 和 抗 毀 五 種 能 力。 n長(zhǎng) 期 以 來(lái)， 軍 用 無(wú) 線 電 臺(tái) 都 是 針 對(duì) 某 些 特 定 用

6、途 而 設(shè) 計(jì) 的， 各 種 電 臺(tái) 雖 有 許 多 共 同 功 能， 但 也 有 很 大 差 別， 如 不 同 的 工 作 頻 段、 調(diào) 制 解 調(diào) 方 式 等。 這 些 差 別 顯 示 了 各 種 電 臺(tái) 為 完 成 不 同 的 軍 事 通 信 任 務(wù) 的 需 要， 同 時(shí) 也 限 制 了 不 同 電 臺(tái) 之 間 的 互 通。 即 使 是 同 一 部 隊(duì)， 由 于 軍 事 目 的 不 同， 有 時(shí) 也 必 須 裝 備 不 同 的 無(wú) 線 電 臺(tái)。1.2軟軟 件件 無(wú)無(wú) 線線 電電 臺(tái)臺(tái) 的的 概概 念念n軟 件 無(wú) 線 電 臺(tái) 是 繼 模 擬 無(wú) 線 電 臺(tái)、 數(shù) 字 無(wú) 線 電 臺(tái) 之

7、后 的 新 一 代( 第 三 代) 無(wú) 線 電 臺(tái)， 它 意 味 著 無(wú) 線 通 信 從 模 擬 走 向 數(shù) 字 之 后， 又 邁 向 了 軟 件 的 新 時(shí) 代。 軟件無(wú)線電收發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)軟件無(wú)線電的核心n其 核 心 是： 集 中 使 用 寬 帶A /D、D /A 轉(zhuǎn) 換 器 并 盡 可 能 地 靠 近 天 線， 無(wú) 線 電 功 能 盡 可 能 地 通 過(guò) 軟 件 來(lái) 實(shí) 現(xiàn)。 其 基 本 思 想 在 于 使 所 有 電 臺(tái) 都 基 于 同 一 個(gè) 硬 件 平 臺(tái)， 通 過(guò) 安 裝 不 同 的 軟 件 模 塊， 利 用 軟 件 升 級(jí) 或 版 本 更 迭 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 通 信 裝 備 的 更 新

8、 換 代 和 新 老 電 臺(tái) 之 間 的 兼 容， 以 達(dá) 成 三 軍 互 通,以及多 速 率 話 音 編 碼 等 多 種 工 作 方 式。 軟件無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù)n其 關(guān) 鍵 技 術(shù) 包 括 寬 帶 天 線 和 射 頻 變 換 技 術(shù)、 寬 帶A /D 和D /A 變 換 技 術(shù)、 中 頻 和 基 帶 部 分 的 通 用 可 編 程 處 理 器 技 術(shù)。 軟 件 無(wú) 線 電 的 最 終 目 標(biāo) 就 是 所 謂 的 多 波 段 多 模 式MBMMR(Multiband、Multi mode Radio)， 它 覆 蓋2 2000MHz 的 頻 段， 用 軟 件 實(shí) 現(xiàn)SSB、FM、AM 等 多

9、種 模 式 以 及 擴(kuò) 頻、 跳 頻、 高 頻 自 適 應(yīng)、 高 速 調(diào) 解 器、 多 速 率 話 音 編 碼 等 多 種 工 作 方 式。 軟件無(wú)線電的基本特征n與傳統(tǒng)的通信體制相比 ,軟件無(wú)線電有以下幾個(gè)特點(diǎn) :系統(tǒng)功能軟件化 軟件無(wú)線電將/變換盡量向射頻端靠攏 ,將中頻以后全部進(jìn)行數(shù)字化處理 ,使通信功能可由軟件來(lái)控制 ,系統(tǒng)的更新?lián)Q代變成軟件版本的升級(jí) ,開發(fā)周期與費(fèi)用大為降低 ;數(shù)數(shù) 字字 化化n 它 是 已 經(jīng) 充 分 數(shù) 字 化 的 無(wú) 線 電 臺(tái)， 即 從 信 源 基 帶 信 號(hào) 處 理 到 射 頻 信 號(hào) 的 發(fā) 送 與 接 收 都 已 經(jīng) 盡 可 能 地 實(shí) 現(xiàn) 了 數(shù) 字

10、 化。 完完 全全 的的 可可 編編 程程 性性 它 是 具 有“ 完 全 的 可 編 程 特 性” 的 數(shù) 字 化 無(wú) 線 通 信 電 臺(tái)。 這 是 指 軟 件 無(wú) 線 電 臺(tái) 能 通 過(guò) 更 換 程 序 或 模 塊 插 件 來(lái) 適 應(yīng) 多 種 頻 段 和 多 種 工 作 方 式。多多 頻頻 段段 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 具 有 性 能 良 好 的 多 頻 天 線 和 可 程 控 的 多 頻 段 和 多 功 率 的 射 頻 轉(zhuǎn) 換 能 力。 具 有 寬 帶 的， 能 接 近 天 線 的A /D 和D /A 轉(zhuǎn) 換 能 力。模模 塊塊 化化 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 采 用 標(biāo) 準(zhǔn) 的、 高 性 能 的、 開 放 式

11、的 總 線 結(jié) 構(gòu)， 能 支 持 并 行、 流 水 線 和 異 種 多 處 理 機(jī)， 支 持 模 塊 化 設(shè) 計(jì)。多多 種種 業(yè)業(yè) 務(wù)務(wù) 利 用 可 編 程 特 性 可 以 方 便 地、 低 成 本 地 增 加 或 改 進(jìn) 無(wú) 線 通 信 的 業(yè) 務(wù) 功 能。 移 動(dòng) 式 的 信 源 終 端 應(yīng) 允 許 多 種 通 信 業(yè) 務(wù)( 話 音、 傳 真 和 數(shù) 據(jù) 等) 的 接 入， 標(biāo) 準(zhǔn) 基 站 具 有 與 公 共 交 換 電 話 網(wǎng)(PSTN) 互 通 的 能 力 以 及 對(duì) 本 省 系 統(tǒng) 的 維 護(hù) 能 力。 二、基于軟件無(wú)線電技術(shù)的接收機(jī)n傳統(tǒng)超外差接收機(jī)是模擬和數(shù)字系統(tǒng)的混合結(jié)構(gòu)。這種

12、接收機(jī)的特點(diǎn)是采用模擬前端 ,僅在 DSP處理前的基帶才將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特流。密度較大的區(qū)域 ,一個(gè)蜂竄基站需要許多這樣功能相似的窄帶接收機(jī)。這種接收機(jī)最大的弊端就是缺乏可編程靈活性。為了克服傳統(tǒng)接收機(jī)的缺點(diǎn) ,人們提出了軟件無(wú)線電概念應(yīng)用于蜂窩基站中以適應(yīng)現(xiàn)有和未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。應(yīng)用軟件無(wú)線電概念的接收機(jī)2 . 1 A/ D轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) 在軟件無(wú)線電接收機(jī)中 ,A/ D轉(zhuǎn)換器常用于模擬信號(hào)的 RF或 IF的寬帶數(shù)字化 ,而不是在基帶采樣 ,A/ D高采樣速率及寬模擬輸入帶寬把寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換到信號(hào)處理子系統(tǒng)。不管是過(guò)采樣還是欠采樣 ,采樣頻率越高 ,可恢復(fù)的帶寬潛力越大。A/ D轉(zhuǎn)換器的

13、關(guān)鍵特性轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵特性nA/ D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)特性包括采樣速率 ,信噪比 (SNR),實(shí)際信噪比 (SINAD),有效比特?cái)?shù) (NOB),總諧波失真 (THD),互調(diào)失真 (IMD),無(wú)寄生動(dòng)態(tài)范圍 (SFDR),量化噪聲 ,分辨率以及動(dòng)態(tài)范圍等等。2.2可編程數(shù)字下變頻器可編程數(shù)字下變頻器 (PDC) 由于軟件無(wú)線電的大部分功能都希望用軟件來(lái)完成 ,所以運(yùn)算量非常大 ,即使采用較快的設(shè)備 ,DSP仍不用軟件實(shí)現(xiàn)本身的下行轉(zhuǎn)換。采用可編程下變頻器(PDC),把必須處理的操作減少到可用 DSP中軟件處理的水平。PDC PDC的典型代表為 Harris的 HSP50 2 1 4,HSP50 2

14、 1 4可將數(shù)字 IF數(shù)據(jù)下變頻到基帶數(shù)據(jù)并濾波。然后能夠用標(biāo)準(zhǔn) DSP微處理器進(jìn)行處理。PDC實(shí)現(xiàn)功能包括下變頻 ,抽取 ,窄帶低通濾波 ,增益控制 ,重新采樣和笛卡兒極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。為什么要使用數(shù)字本振為什么要使用數(shù)字本振 傳統(tǒng)無(wú)線接收機(jī)中模擬下變頻采用模擬本地振蕩器 ,正交相位分化性能受靜電和溫度影響。另外 ,A/ D轉(zhuǎn)換器的放大器和濾波器過(guò)程也引入了同相 (I)和正交 (Q)數(shù)據(jù)增益的不平衡。由模擬器件引入的這些缺點(diǎn)將導(dǎo)致基帶微處理器采樣及符號(hào)判別的性能下降。n軟件無(wú)線電研究中 ,數(shù)字 IF調(diào)諧由數(shù)字控制振蕩器 (NCO)實(shí)現(xiàn) ,采樣 IF輸入信號(hào)通過(guò)數(shù)字混頻器和正交 NCO下變頻至基帶。

15、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)就是帶有可編程互連和邏輯功能的門陣列 ,并且成品也可被重新定義。 FPGA最初被用于制造快速的 ASIC,現(xiàn)在 ,采用大容量動(dòng)態(tài)可重構(gòu) FPGA設(shè)計(jì)系統(tǒng) ,可使硅晶片尺寸不再受所能支持空中接口數(shù)量的限制 ,同時(shí)又增加了現(xiàn)場(chǎng)高靈活性。FPGA FPGA通常由塊陣組成 ,每一塊包括邏輯塊和連接邏輯塊的互連資源。FPGA邏輯塊通常包括 n個(gè)輸入的查找表 (Lookup Table,簡(jiǎn)稱 LUT),n通常在 3 6之間 ,并觸發(fā)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)采用復(fù)路器 (mux),可選擇不同的輸入信號(hào)組合。DSP技術(shù)在軟件無(wú)線電接收機(jī)中的應(yīng)

16、用技術(shù)在軟件無(wú)線電接收機(jī)中的應(yīng)用n采用 DSP后的接收機(jī) ,中頻的模擬數(shù)字接口由一對(duì)高速 ADC、DAC組成 ,核心部分主要是一塊高速DSP,外加一片 CPU,構(gòu)成一個(gè)開放式模塊化結(jié)構(gòu) ,接收機(jī)利用 DSP完成相應(yīng)的信號(hào)放大、濾波、解調(diào)等功能 ,軟件無(wú)線電接收機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 所示。nDSP在進(jìn)行各項(xiàng)信號(hào)接收處理之前 ,首先要對(duì) ADC輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行低通濾波 ,濾除有效信號(hào)帶外的干擾成分 ,并通過(guò)抽取和內(nèi)插技術(shù) ,去除數(shù)字濾波后信號(hào)頻譜中的高次諧波 ,保留有效信號(hào)的頻譜成份 ,以便作進(jìn)一步處理 . DSP的工作是調(diào)用具有各種處理功能的實(shí)用程序 ,對(duì)接收到的各類調(diào)制信號(hào)進(jìn)行軟件解調(diào)接收 。D

17、SP處理接收信號(hào)的軟件流程處理接收信號(hào)的軟件流程nDSP能即時(shí)響應(yīng)來(lái)自 CPU的控制命令 ,實(shí)時(shí)調(diào)用相應(yīng)的處理程序模塊并更新相應(yīng)的參數(shù) ,完成CPU所設(shè)置的各項(xiàng)功能 . DSP對(duì)接收信號(hào)的處理過(guò)程可以用如圖 所示的流程來(lái)描述 .軟件無(wú)線電接收機(jī)設(shè)置的各種工作模式及解調(diào)方式 ,由 CPU以命令格式發(fā)送DSP,DSP通過(guò)串行口中斷方式接收CPU發(fā)送的命令數(shù)據(jù)以及 ADC輸出的數(shù)字信號(hào) ,然后 ,DSP按 CPU命令指示 ,對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)完成各功能的處理 .經(jīng)過(guò) DSP解調(diào)處理后的數(shù)據(jù)再由串口發(fā)送給 DAC,由 DAC輸出解調(diào)接收后的模擬信號(hào) 。DSP實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)的算法模型實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)的算法模型

18、n一個(gè)線性調(diào)制信號(hào)可用圖 的等效模型來(lái)實(shí)現(xiàn) .其中 h I(t)和 h Q(t)是產(chǎn)生線性調(diào)制信號(hào)的同相和正交濾波器 ,對(duì)于不同的線性調(diào)制 ,濾波器 h I(t)和 h Q(t)的沖激響應(yīng)也不同。n實(shí)現(xiàn)正交相干解調(diào)時(shí) ,DSP把接收到的信號(hào)樣值分成兩個(gè)支路 I(n)、Q(n),然后分別與同相載波CI(n)、正交載波 CQ(n)相乘 ,再分別經(jīng)數(shù)字低通濾波器濾除有效帶寬外的頻率分量 ,最后獲得基帶數(shù)字信號(hào) y I(n)、y Q(n),具體過(guò)程如圖 所示 。軟件無(wú)線電技術(shù)中的智能天線技術(shù)n智能天線的基本思想是 :天線以多個(gè)高增益的動(dòng)態(tài)窄波束分別跟蹤多個(gè)期望信號(hào) ,來(lái)自窄波束以外的信號(hào)被抑制。智能天

19、線波束跟蹤的真正含義是在最佳路徑方向形成高增益窄波束并跟蹤最佳路徑的變化 ,智能天線的“智能化”正體現(xiàn)于此。軟件無(wú)線電對(duì)智能天線的支持主要體現(xiàn)在n1 )軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)為智能天線的實(shí)現(xiàn)提供了方便 ;(2 )在天線確定以后 ,不同的準(zhǔn)則或算法將導(dǎo)致不同的性能 ,軟件無(wú)線電的開放式結(jié)構(gòu)使得在硬件系統(tǒng)確定后還具有改善和更新系統(tǒng)的能力 ;(3 )在抑制干擾方面 ,難有一種普遍適用的最佳算法 ,采用軟件無(wú)線電技術(shù) ,可以匯集多種算法于同一系統(tǒng) ,以便系統(tǒng)能夠?qū)垢鞣N干擾 ,提高系統(tǒng)性能 ;(4)不同的通信系統(tǒng)要求不同的智能天線系統(tǒng) ,軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)特別適用于具有復(fù)雜的接收環(huán)境的 CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。三、

20、軟件無(wú)線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)n軟件無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù)涉及以下幾個(gè)方面：3.1軟件無(wú)線電的結(jié)構(gòu)n在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中完全徹底地實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電技術(shù)還需要較長(zhǎng)時(shí)間，目前只能采用DSP、可編程硬件（FPGA等）、不可編程硬件三者結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，如何在這三者之間進(jìn)行功能劃分和性能指標(biāo)分配，應(yīng)當(dāng)引起注意。3.2電磁兼容n考慮到軟件無(wú)線電中射頻部分和中頻基帶部分相互之間會(huì)有很大的電磁干擾，實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)把這兩部分做成相互獨(dú)立、較為封閉的結(jié)構(gòu)，但這樣就必須在這兩部分之間設(shè)計(jì)一些接口電路，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，這樣無(wú)疑會(huì)增加系統(tǒng)的體積和成本。在降低電磁干擾和減小系統(tǒng)體積之間應(yīng)找到一種折衷的辦法。 3.3高速A/D的研究n由于

21、A/D器件性能的局限及采樣時(shí)引入的頻譜混迭、量化誤差等因素，會(huì)對(duì)軟件無(wú)線電臺(tái)的性能產(chǎn)生不良影響，但這種影響尚缺乏定量分析。3.4信息論在軟件無(wú)線電研究中的作用n信息論對(duì)通信系統(tǒng)發(fā)展所起的作用眾所周知，在軟件無(wú)線電的研究中，也應(yīng)追根溯源，從信息論的角度來(lái)進(jìn)行分析。 3.5軟件的設(shè)計(jì)n為了實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電臺(tái)的開放性，我們把軟件無(wú)線電臺(tái)上運(yùn)行的軟件分為三個(gè)層次：應(yīng)用程序、應(yīng)用程序接口（API）和操作系統(tǒng)，這種劃分的科學(xué)性還有待驗(yàn)證。四、軟件無(wú)線電發(fā)展趨勢(shì)n根據(jù)目前的發(fā)展，由于受到利益驅(qū)使和應(yīng)用場(chǎng)合的限制，在世界范圍內(nèi)無(wú)線移動(dòng)個(gè)人通信不可能統(tǒng)一到一個(gè)體制上。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，不同的體制有其固有的優(yōu)越性，

22、是其它體制所不能代替的，因此不同體制的互聯(lián)性已成為一個(gè)重要的討論課題，多種體制并存是未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的必然趨勢(shì)。4.1全球軟件無(wú)線電產(chǎn)業(yè)間的合作將加強(qiáng)全球軟件無(wú)線電產(chǎn)業(yè)間的合作將加強(qiáng)n為使國(guó)際接受無(wú)線接口層真正的動(dòng)態(tài)重構(gòu)產(chǎn)品，應(yīng)擴(kuò)大全球產(chǎn)業(yè)之間的合作，加強(qiáng)國(guó)際范圍的協(xié)商和交流探討。如何建立國(guó)際管理體制管理對(duì)軟件無(wú)線電技術(shù)有廣泛興趣的運(yùn)營(yíng)商、用戶、國(guó)家政府、民間團(tuán)體、制造商，這是影響未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的主要問(wèn)題。4.2可提供具有市場(chǎng)活力的新業(yè)務(wù)可提供具有市場(chǎng)活力的新業(yè)務(wù)n應(yīng)用下載和移動(dòng)因特網(wǎng)接入已開始運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)具有市場(chǎng)活力的移動(dòng)業(yè)務(wù)將快速增長(zhǎng)，目前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商都把這種情況看作新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。提供這種具有

23、市場(chǎng)活力的新業(yè)務(wù)應(yīng)是軟件無(wú)線電未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。4.3實(shí)現(xiàn)軟天線和軟基站技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟天線和軟基站技術(shù)n軟天線在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的潛在效益已被GSM和其它系統(tǒng)所證實(shí)，寬帶第三代系統(tǒng)的出現(xiàn)為軟天線提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。軟天線與軟基站的完全綜合將是實(shí)現(xiàn)第三代系統(tǒng)的全部潛力的關(guān)鍵。下個(gè)世紀(jì)初，軟天線的增值業(yè)務(wù)將受到肯定，為使未來(lái)的產(chǎn)品易于演變，越來(lái)越多的人認(rèn)為軟件無(wú)線電基站和軟天線的自適應(yīng)處理之間需增加結(jié)構(gòu)協(xié)同，所以目前需正確選擇基站的結(jié)構(gòu)。4.4增強(qiáng)自適應(yīng)頻譜管理增強(qiáng)自適應(yīng)頻譜管理 n頻譜資源目前被永久性地低效率地分配給了實(shí)際使用率較低的系統(tǒng)，軟件無(wú)線電技術(shù)通過(guò)自適應(yīng)頻譜管理（ASM）為充分利用這種已浪費(fèi)的資

24、源提供了工具?？梢灶A(yù)測(cè)擴(kuò)展這種基本能力以便動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)的潛力，不僅包括頻率和時(shí)空的使用，而且包括優(yōu)化空中接口，與發(fā)射功率和調(diào)制方式相適應(yīng)，同時(shí)也擴(kuò)展了跨越大量無(wú)線頻譜的協(xié)調(diào)運(yùn)作。這種協(xié)調(diào)方式應(yīng)包括業(yè)務(wù)優(yōu)先信息，以便保證用戶終端服從緊急或防御業(yè)務(wù)需要的頻譜。所以通過(guò)軟件無(wú)線電增強(qiáng)自適應(yīng)頻譜管理將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) .4.5對(duì)通信產(chǎn)業(yè)的影響力將加對(duì)通信產(chǎn)業(yè)的影響力將加大大n任何一種主要技術(shù)的發(fā)展都會(huì)帶來(lái)相關(guān)基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，軟件無(wú)線電也不例外。軟件無(wú)線電的許多潛在效益存在于價(jià)值鏈的不同層次上，最終的影響取決于如何使這種技術(shù)發(fā)展商業(yè)化。由于更多的功能是在軟件上實(shí)現(xiàn)，最終的產(chǎn)值將從硬件向軟件轉(zhuǎn)移。目前全世界軟

25、件無(wú)線電的參與者正致力于確定軟件無(wú)線電技術(shù)在產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的定位，未來(lái)軟件無(wú)線電在應(yīng)用層的實(shí)用將為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供新的發(fā)展機(jī)遇，它將從不同途徑對(duì)個(gè)人通信，實(shí)際上也對(duì)其它產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深刻的影響。五、軟件無(wú)線電技術(shù)在歐洲的前景五、軟件無(wú)線電技術(shù)在歐洲的前景n1998年6月在希臘Rhodes.舉行了第一屆國(guó)際軟件無(wú)線電專題研討會(huì)，接著舉行了第三屆ACTS移動(dòng)通信的高峰會(huì)。大量相關(guān)合作的泛歐研究項(xiàng)目已在歐洲委員會(huì)的先進(jìn)通信技術(shù)和業(yè)務(wù)（ACTS）計(jì)劃中著手進(jìn)行。軟件無(wú)線電技術(shù)已成為由歐洲委員會(huì)目前正在組織的新的第五種體制中最初的R&D的重要項(xiàng)目，現(xiàn)已啟動(dòng)。5.1歐洲和北美n在歐洲7年前才起動(dòng)的全球移動(dòng)通

26、信系統(tǒng)（GSM）數(shù)字蜂窩無(wú)線電發(fā)展非常迅速，所以目前對(duì)于PC和話音電話業(yè)務(wù)，歐洲人已習(xí)慣于簡(jiǎn)單的全球無(wú)線接入，當(dāng)他們跨越整個(gè)歐洲和世界的大部分國(guó)家時(shí)，漫游已不成問(wèn)題，跨越邊界的所有地區(qū)接入是可以設(shè)定的.北美經(jīng)歷了從模擬到多種竟?fàn)幍臄?shù)字標(biāo)準(zhǔn)的較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變時(shí)期。因此未來(lái)幾年軟件定義的多模式手機(jī)存在明顯的需求。對(duì)于軟件基站，北美認(rèn)為也存在同樣的機(jī)會(huì)，它既能支持AMPS，也能支持新的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)。然而值得注意的是，這種設(shè)備的供應(yīng)商無(wú)法找到該產(chǎn)品的市場(chǎng)。另外，在美國(guó)由于個(gè)人通信業(yè)務(wù)（PCS）已占用所分配的頻譜，所以迄今為止除了參與知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IPR）爭(zhēng)論外，第三代系統(tǒng)還處于初級(jí)階段。歐洲多模式手機(jī)和基站的需求較

27、不緊迫。由于GSM900/1800電話已可使用，今后兩年，多頻段電話將成為市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。這種產(chǎn)品的需求是由于在整個(gè)歐洲將雙頻段分配給GSM所產(chǎn)生的結(jié)果，而這種需求真正影響的只是射頻（RF），而不是軟件無(wú)線電的推動(dòng)者。第三代移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，即支持移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）的出現(xiàn)可成為歐洲軟件無(wú)線電的商用推動(dòng)力。從基站的前景看，軟件無(wú)線電可為基礎(chǔ)設(shè)施提供從GSM到UMTS升級(jí)的手段；從手機(jī)的前景看，軟件無(wú)線電可為制造商提供UMTS手機(jī)產(chǎn)品軟切換到UMTS還無(wú)法延伸到區(qū)域的GSM的潛力，同時(shí)它也允許制造商通過(guò)單一的超前產(chǎn)品在UMTS（即前后配置）不同發(fā)展階段尋找全球的市場(chǎng)。5.2軟件無(wú)線電手

28、機(jī)n80年代，制造商引入在可編程DSP平臺(tái)上采用自適應(yīng)信號(hào)處理的軟件定義的數(shù)字高頻（HF）接收機(jī)以適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的空中接口。90年代，這種技術(shù)在較高頻率上已被應(yīng)用到其它方面，如SMR和軍用電臺(tái)。靈活的綜合無(wú)線電系統(tǒng)技術(shù)（FIRST）項(xiàng)目評(píng)估實(shí)現(xiàn)軟件重構(gòu)空中接口的多個(gè)方面，該項(xiàng)目由四個(gè)演示的多模式試驗(yàn)床構(gòu)成，在這四個(gè)多模試驗(yàn)床中，兩個(gè)配置為移動(dòng)臺(tái)，兩個(gè)配置為單信道收發(fā)基站。 歐洲目前調(diào)研及以上所介紹的主要研究方向包括n改進(jìn)總的接收機(jī)結(jié)構(gòu)，發(fā)展RF硬件及RF半導(dǎo)體處理技術(shù)；n發(fā)展基帶DSP結(jié)構(gòu)，包括專用加速器和軟件可編程硬件重構(gòu)；n發(fā)展軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)和算法，包括與其它先進(jìn)處理概念的結(jié)合（波形和多信號(hào)

29、提取）。軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用軟件無(wú)線電在中興基站中的應(yīng)用研究?jī)?nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)n天線天線 n 軟件無(wú)線電臺(tái)要求能夠在從短波到微波相當(dāng)寬的頻段內(nèi)進(jìn)行工作，所配備的天線也必須能夠覆蓋整個(gè)頻段。最好能研制出一種新型的全向?qū)拵炀€，可以根據(jù)實(shí)際需要用軟件智能地構(gòu)造其工作頻段和輻射特性，能夠覆蓋所有常用的無(wú)線通信頻段，并且在整個(gè)頻段和方向上都具有近似相同的接收特

30、性和很低的功率損耗，這是軟件無(wú)線電天線研制的最終目標(biāo)。但是以目前國(guó)內(nèi)外寬帶天線的技術(shù)水平，設(shè)計(jì)制造這樣的全頻段全向天線是很不現(xiàn)實(shí)的。多載波功率放大器（多載波功率放大器（MCPA)MCPA)n 理想的軟件無(wú)線電在發(fā)送方向上把多個(gè)載波合成一路信號(hào)，經(jīng)過(guò)上變頻后，用一種多載波信號(hào)功率放大器（MCPA），對(duì)寬帶的模擬混合信號(hào)進(jìn)行放大。因?yàn)榛旌闲盘?hào)中信號(hào)與信號(hào)的包絡(luò)幅度相差很大，所以對(duì)放大器的非線形特別敏感。MCPA采用前向反饋技術(shù)抑制不需要的互調(diào)載波，得到有效的功率利用率。3 3、高速寬帶、高速寬帶A/DA/D、D/AD/A變換變換n 數(shù)字化是軟件無(wú)線電的基礎(chǔ)，模擬信號(hào)必須經(jīng)過(guò)采樣轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)才能用

31、軟件進(jìn)行處理；而生成的數(shù)字信號(hào)也需要變換成模擬信號(hào)才能進(jìn)行射頻放大輸出，完成這些功能的就是各種A/D、D/A轉(zhuǎn)換器件。5 5、并行、并行DSPDSP處理器處理器n運(yùn)算速度快。軟件電臺(tái)要求在射頻或中頻對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，需要很大的運(yùn)算量，普通處理器不能勝任。因此DSP必須具有高速的指令執(zhí)行速度，同時(shí)還要具備功能強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，支持單周期內(nèi)完成常用的浮點(diǎn)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的能力。n高精度的數(shù)據(jù)處理。由于數(shù)字信號(hào)處理中所固有的量化效應(yīng)和有限長(zhǎng)寄存器效應(yīng)的影響，在實(shí)際處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，并隨著運(yùn)算的增加逐漸積累。要求數(shù)據(jù)一定要具備足夠的精度并且處理器支持高精度運(yùn)算，才能盡可能減小這些誤差，DSP至少

32、也要支持32位浮點(diǎn)運(yùn)算的能力。并行并行DSPDSP處理器處理器n高速數(shù)據(jù)交換能力。軟件無(wú)線電臺(tái)在工作時(shí)，各個(gè)處理模塊之間需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換，DSP芯片總線必須能夠提供足夠的數(shù)據(jù)傳輸和I/O吞吐能力，才能保證對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。n支持幾百個(gè)SHARC同時(shí)工作?；谲浖o(wú)線電的基于軟件無(wú)線電的CDMA系統(tǒng)中基站接收單元的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中基站接收單元的實(shí)現(xiàn)n它主要由射頻前端、數(shù)字下變頻器、DSP處理板、接口模塊和系統(tǒng)控制器組成。射頻前端接收發(fā)送到基站的信號(hào)，完成從射頻到中頻的頻譜搬移、信號(hào)的正交分解及帶通濾波。在滿足帶通采樣定理的條件下，AD采樣速率可取為兩倍的chip速率，以降低對(duì)AD器件及后續(xù)數(shù)字信號(hào)處理模塊的要求。系統(tǒng)控制器主要完成系統(tǒng)參數(shù)的