無線電裝技術論文

　　無線電技術能夠實現充分可程式設計通訊，對資訊進行有效控制，覆蓋多個頻段，支援大量波形和應用軟體的通訊裝置。下面是小編整理的，希望你能從中得到感悟!

　　篇一

　　淺談軟體無線電技術

　　摘要：本文綜述軟體無線電技術的概念、特點及結構，闡明瞭軟體無線電技術關鍵技術實現難點，及無線電臺多頻段、多工作方式互通問題的解決思路。

　　關鍵字：軟體無線電 寬頻天線

　　【分類號】：TM73

　　軟體無線電技術最初起源於美國軍方。在海灣戰爭期間，由於美軍陸、海、空三軍的通訊裝備在工作頻段、通訊體制、資訊傳輸格式等方面各自為政、互不相容，雖然解決了三軍間的相互干擾問題，卻也因此導致在聯合作戰時各軍兵種無法進行快速溝通、互傳資訊和情報，沒有形成真正意義上的聯合作戰。於是，在1992年5月的全美電信系統年會上，MITRE公司的資深科學家Joe Mitola提出了軟體無線電技術，用以解決美軍三軍之間無線電臺多頻段、多工作方式互通問題。

　　1.軟體無線電的概念和基本思想

　　軟體無線電定義為：能夠實現充分可程式設計通訊，對資訊進行有效控制，覆蓋多個頻段，支援大量波形和應用軟體的通訊裝置。簡而言之，軟體無線電就是一種用軟體實現物理層連線的無線通訊設計。

　　軟體無線電的基本思想是在一個標準化、模組化的硬體平臺上，通過軟體程式設計來實現無線電臺的各種功能。未來新系統的升級、新產品的開發將逐步轉到軟體上來，這是無線電通訊繼固定通訊到行動通訊、模擬通訊到數字通訊之後的第三次革命，它將通過與現代微電子技術、軟體技術和數字通訊技術的結合，實現真正的多媒體、多模式的個人通訊系統這一軟體無線電的最終目標。

　　需要區分的是，目前使用的全數字化無線電臺雖然也採用了軟體控制和數字處理技術，但他們並不屬於真正的軟體無線電。其根本區別在於，軟體無線電的結構和功能是完全可程式設計的，它的工作頻段、通道接入模式和訊號調製解調的方式都是可以通過程式設計來滿足實際需要，而這些功能全數字化無線電臺是無法實現的。

　　2.軟體無線電的主要特點

　　***1***功能實現靈活

　　軟體無線電的功能是可程式設計的，因此實現靈活，例如對通道頻寬、調製方式及編碼方式進行動態調整，以適應不同網路標準、通訊負荷及使用者需要的變化。它還可以與其他任何體制的電臺實現空中介面，進行不同制式間的通訊，也可以作為其它電臺的射頻中繼。

　　***2***系統升級成本低

　　由於採用標準化、模組化的結構，其硬體可以隨器件和技術的發展而更新或擴充套件，軟體也可以隨需要不斷升級。模組的通用性強，能在不同的系統和系統升級時複用。因此在技術更新時，只需更換個別的模組即可，也可將更換下來的模組用於其他需求不同的系統，大大節約費用開支;

　　***3***生命週期長

　　軟體無線電具有多頻段、多功能通訊的能力，因此不僅能與新體制電臺通訊，也可以與舊體制電臺相相容，這樣既延長了舊體制通訊系統的使用壽命，也保證了軟體無線電本身有很長的生命週期。

　　***4***支援網路功能強

　　軟體無線電技術支援軟體可以通過無線方式載入，增添新的功能和軟體升級都非常方便。例如，在民用方面，當用戶到其他國家或者地區時，僅僅需要通過軟體無線電裝置空中接收該地區的通訊標準，下載後即可利用該通訊標準進行通訊。

　　3.軟體無線電的理想結構

　　這是一種理想化的結構，完全符合軟體無線電的標準，把類比電路的數量減少到了最低限度，將整個結構的數字化程度提高到最大的程度，即將天線接收的訊號經過濾波放大後，直接由A/D***模數轉換器***進行取樣處理。但是這也對模數轉換器的效能提出了更高的要求。因為射頻的頻率範圍最高可達1、2GHz，射頻低通取樣頻率必須至少是射頻頻率的2倍，也就是要達到2.4GHz才能完全取樣。就目前的硬體技術來看，即使如此高的取樣頻率可以實現，那麼在後續的DSP***數字訊號處理器***也難以滿足要求。同時，這也是目前軟體無線電子的一個技術難點。

　　4.軟體無線電的關鍵技術及實現難點

　　***1***寬頻天線和RF***射頻***模組

　　軟體無線電要求天線的頻率覆蓋是2～2000MHz，並可以用程式控制方法對天線功能及引數進行設定。根據當前國內外寬頻天線的技術水平，研製全頻段的寬頻天線是不現實的。在實際應用中，可以採取組合多頻段天線來實現，借鑑美軍軟體無線電Speakeasy***易通話***方案，分三段來實行，2～30MHz、30～500 MHz、500～2000MHz，這樣在技術上比較可行，也不影響戰術使用的要求。鑑於天線的寬頻特性，射頻前端要求器件要有較寬的頻率範圍，並採用數字頻率合成技術設定，對每種標準應能夠多載波工作。射頻前端可考慮用同天線一樣分三段來實現，將其做成可轉換的標準化模組。射頻前端的寬頻低噪聲放大功能和輸出功率放大都可以由市場上現有的產品進行實現。

　　***2***高速A/D

　　數字化是軟體無線電的基礎，模擬訊號必須經過取樣轉化成數字訊號才能用軟體進行處理。A/D、D/A器件在軟體無線電中的位置非常關鍵，它直接反映了軟體無線電系統的軟體化可操作程度。決定A/D器件的關鍵是它的取樣速率和量化位數，就目前而言，對於某些軟體無線電方面的應用，現有的A/D還不能同時滿足速率和位數的需要，從長遠考慮可以採用多個A/D並聯使用，達到所需要求。

　　***3***高速DSP

　　軟體無線電從設計思想到實現，其推動力來自DSP技術的發展，

　　作為軟體無線電技術的靈魂所在，DSP運算能力的高低直接決定軟體無線電的效能，軟體無線電的諸多優勢主要是通過以數字訊號處理為中心的通用硬體平臺及DSP軟體實現的。目前的DSP無論是在功能上還是在效能上，都不能滿足無線電的要求，很難用單片DSP直接處理寬頻射頻或中頻訊號。一方面可以先採用數字變頻技術對寬頻射頻或者中頻訊號進行處理，然後再用DSP完成各種訊號處理功能。另一方面是設計擁有多指令流多資料流的多處理器體系結構的處理器。

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