软件无线电技术

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1、软件无线电技术softwaredefinedradio(SDR)郑振耀内容软件无线电技术的基本概念和相关原理利用软件无线电技术设计数字正交解调器和由CIC滤波器、半带滤波器和线性相位FIR滤波器级联组成的滤波器组进行数据抽取和滤波。数据预处理模块：为了获得更好的信号处理结果，在滤波器组加入。软件无线电的起源及概念软件无线电技术是基于一个统一、开放的、可方便扩充的硬件平台，强调将尽可能多的通信功能用软件加以定义和实现，具有通用性广、可移植性好、灵活性强等优点。1992年5月，在美国电信系统会议(IEEENa

2、tionalTelesystemsConference)上，MITRE公司的JoeMitola博士首次明确提出了软件无线电的概念。Mitola博士最早提出软件无线电的概念是“应用软件实现无线电的功能”，即在处理器能力允许的范围内，由软件完成信号的编码、解码、调制、解调、扩频、解扩等功能，强调无线电信号处理的工作由软件而不是专用数字器件完成。1998年成立的SDR(SoftwareDefinedRadioForum)论坛将软件无线电的概念发展成为软件定义无线电(SoftwareDefinedRadio)。即

3、在通用硬件结构下，使用软件来定义硬件系统的功能，使得在同样的硬件平台上，通过软件的定义来生成具有不同功能的器件。这一概念所强调的是软件灵活性和硬件标准化的结合。软件无线电(SoftwareDefinedRadio，SDR)：采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。软件无线电台就是要将数字信号处理技术应用于天线端的射频(RF)信号处理，亦即将

4、宽带A/D和D/A变换器尽可能靠近天线端使用，而且其功能及各种工作参数都可以通过软件来定义。对软件无线电概念理解的关键在于：1、软件无线电采用通用的硬件平台，这个平台具有模块化和标准化的特点，能够方便灵活的重新定义或配置功能。2、软件无线电与软件控制的数字无线电的根本区别在于：软件无线电系统的无线电功能是通过加载不同的软件而不是由固定的硬件电路来完成的。软件无线电的最终目的就是要使通信系统摆脱硬件结构的束缚，在系统结构相对通用和稳定的情况下，通过软件实现各种功能。软件无线电的体系结构软件无线电系统由三大部

5、分组成：射频处理部分，中频基带处理部分以及控制管理和支持部分。射频处理部分包括所有射频模拟器件，中频基带处理部分完成所有的数字化处理，而控制管理和支持部分完成整个系统的运行维护、提高服务质量以及新业务的开发等任务。软件无线电系统的一般体系结构如图宽带多频段天线RF前端模块宽带A/D用户实时处理软件DSP和可编程硬件平台软件无线电的主要研究内容包括：系统软件设计技术、高速数字信号处理技术、多信道数据交换技术、高速A/D、D/A技术、宽带射频和模块化技术、嵌入式开放系统控制技术等等。软件无线电发展的目标：实现

6、具有可以根据无线电环境变化而自适应地配置收/发信机的数据速率、信道编、译码方式，调制、解调方式，甚至调整信道频率、带宽以及无线接入方式的智能化高品质无线通信系统，并且更加充分地利用频谱资源。软件无线电的关键技术---宽带/多频段天线理想的软件无线电系统的天线部分应该能够覆盖全部无线通信频段。由于内部阻抗不匹配，不同频段电台的天线是不能混用的；软件无线电台覆盖的频段为2MHz~2000MHz；组合式多频段天线：就目前水平而言，研制一种全频段天线是不可能的。一般情况下，大多数系统只要覆盖不同频段的几个窗口，不

7、必覆盖全部频段。软件无线电的关键技术---高速宽带A/D/A变换数字化是软件无线电的基础。在软件无线电通信系统中，要达到尽可能多的以数字形式处理无线信号，必须把A/D转换尽可能地向天线端推移，这样就对A/D转换器的性能提出了更高的要求。A/D、D/A转换器件技术特性的一些参数包括：量化信噪比(SNR,SignalNoiseRatio)、无杂散动态范围(SFDR,SpuriousFreeDynamicRange)、噪声功率比(NPR,NoisePowerRatio)和全功率模拟输入带宽等。随着技术的发展，A

8、/D、D/A位置越来越接近天线，最终达到理想软件无线电的目标。软件无线电的关键技术---高速数字信号处理（DSP）理想的软件无线电中DSP要处理直接对射频信号的A/D转换数据并完成通信所要求的各种功能。这对DSP的性能要求非常高。即使采用中频采样软件无线电结构，要完成包括数字滤波、调制解调、信道编码、同步、通信协议等功能，对DSP性能的要求也是非常高的。DSP是限制软件无线电发展的一个瓶颈问题，DSP技术的发展将使软件无线电的