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软件无线电技术

软件无线电技术,顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于:传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台,而许多的通信功能则是由软件来实现,打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信,摸拟通信到数字通信之后第三次革命。

软件无线电的基本思想就是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线,建立一个具有“A/D-DSP-D/A”模型的通用的、开放的硬件平台。在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各种功能模块。如使用宽带ADC通过可编程数字滤波器对信道进行分离;使用数字信号处理器(DSP)技术,通过软件编程来实现各种通信频段的选择,如HF、VHF、UHF和SHF等;通过软件编程来完成传送信息抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换,以实现射频电台的收发功能;通过软件编程实现不同的信道调制方式的选择,如调幅、调频、单边带、数据、跳频和扩频等;通过软件编程实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。

数字信号处理技术是软件无线电通信系统的基础。目前尽管低功耗、超强功能的数字信号处理器发展迅速,但数字信号处理器在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电发展的关键之一。数字信号处理的另一研究内容就是软件,软件是软件无线电技术的核心。在目前数字信号处理器不能满足软件无线电设计要求的情况下,开发数字信号处理软件应是软件无线电技术的主攻方向。这其中包括各种FFT算法,调制解调、信源编码、信道编码等各种通信软件,也包括方式控制、信号控制和数据交换软件。

软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域。软件无线电技术首先诞生于军事上的应用,由于其优良的特点,软件无线电技术很快渗透到民用的无线移动通信领域,特别是在即将走向商用前夕的第三代移动通信领域的应用。由于软件无线电技术可将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线,即将AD转换器尽量靠近RF射频前端,利用DSP的强大处理能力和软件的灵活性实现信道分离、调制解调、信道编码译码等工作,从而可为第二代移动通信系统向第三代移动通信系统的平滑过渡提供一个良好的无缝解决方案。软件无线电技术还有在卫星通信领域的应用,特别是正在冉冉升起的现代小卫星的应用。

在中国,软件无线电技术受到相当重视,在“九五”和“十五”预研项目和“863”计划中都将软件无线电技术列为重点研究项目。“九五”期间立项的“多频段多功能电台技术”突破了软件无线电的部分关键技术,开发出4信道多波形样机;我国提出的第三代移动通信系统方案TD-SCDMA,就是利用软件无线电技术完成设计。软件无线电需要将现代先进的通信技术、微电子技术和计算机技术结合在一起,是一个中长期的研究项目,需要很强的综合实力。


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