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一、軟件無線電的起源 軟件無線電(Software Radio)最初起源于軍事通信。軍用電臺一般是根據某種特定用途設計的，功能單一。雖然有些電臺基本結構相似，但其信號特點差異很大，例如工作頻段、調制方式、波形結構、通信協議、編碼方式或加密方式不同。這些差異極大地限制了不同電臺之間的互通性，給協同作戰帶來困難。同樣，民用通信也存在互通性問題，如現有移動通信系統的制式、頻率各不相同，不能互通和兼容，給人們從事跨國經商、旅游等活動帶來極大不便。為解決無線通信的互通性問題，各國軍方進行了積極探索。1992年5月，在美國電信系統會議。IEEENational Telesystems Conference)上，MITRE公司的JoeMitola首次明確提出軟件無線電的概念。 二、軟件無線電概念及特點 所謂軟件無線電，就是說其通路的調制波形是由軟件確定的，即軟件無線電是一種用軟件實現物理層連接的無線通信設計。軟件無線電的核心是將寬帶A/D、D/A盡可能靠近天線，用軟件實現盡可能多的無線電功能；其中心思想是在一個標準化、模塊化的通用硬件平臺上，通過軟件編程，實現一種具有多通路、多層次和多模式無線通信功能的開放式體系結構。應用軟件無線電技術，一個移動終端可以在不同系統和平臺間暢通無阻地使用。 軟件無線電的主要優點是它的靈活性，可以通過增加軟件模塊，方便地增加新功能。在軟件無線電中，諸如信道帶寬、調制及編碼等都可以進行動態調整，以適應網絡標準和環境、網絡通信負荷及用戶需求的變化。軟件無線電具有較強的開放性，由于采用標準化、模塊化結構，其硬件可以隨器件和技術的發展而更新或擴展，軟件也可以隨需要不斷升級。 軟件無線電推動了可編程硬件的發展，擴展了它的編程能力，提高了它的靈活性�，F在的無線通信設備包括手機都使用了DSP，但DSP軟件大多固化在設備中，且DSP硬件是專用的。如果DSP硬件更加通用化，其軟件可以通過有線或無線手段裝入，那么一臺設備就可以實現在不同的制式、頻段和協議下工作了。當用戶攜帶一臺軟件無線電裝置到另一個國家，一入境就可以使用軟件無線電裝置從空中接收并下載該地區的通信標準，然后就可以利用該地區通信標準運行自己的軟件無線電裝置了，這將給人們帶來很大的方便。 三、軟件無線電的基本結構 1.寬帶/多頻段天線與RF模塊 寬帶/多頻段天線與RF模塊是軟件無線電不可替代的硬件出入口。軟件無線電要求天線能覆蓋所有頻段，能用程序控制方法對其功能及參數進行設置。可采用智能化天線技術。 智能天線也稱自適應陣列天線，由天線陣、波束形成網絡、波束形成算法三部分組成。它通過滿足某種準則算法調節各陣元信號的加權幅度和相位，進而調節天線陣列的方向圖形狀，來達到增強所需信號，抑制干擾信號的目的。智能天線也可以用空分復用(SDMA)的概念加以解釋，即利用信號入射方向上的差別，將同頻率、同時隙的信號區分開來，從而達到成倍擴展通信系統容量的目的。智能天線具有抑制噪聲、自動跟蹤信號、采用智能化時空處理算法形成數字波束等功能。目前，智能天線技術日趨完善，中國電信科學研究院信威公司已推出帶智能天線的同步CDMA系統，美國麥得威通信公司的智能天線也開始投放市場。 射頻部分包括預放大和功率輸出兩部分。射頻發射機和接收機，由通用平臺和多個射頻發射機模塊組成，其工作頻帶應足夠寬，并采用數字頻率合成技術設置，對每種標準應能夠多載波工作。發射機包括多只高功率放大器，要求具有高線性。 2.模數轉換部分 數字化是軟件無線電的基礎，模擬信號必須經過采樣轉化成數字信號才能用軟件進行處理。軟件無線電體系結構的一個重要特點是將A/D和D/A盡量靠近射頻前段。A/D和D/A器件在軟件無線電中的位置非常關鍵，它直接反映了軟件無線電系統的軟件化可操作程度。為減少模擬環節及適應錯綜復雜的電磁環境，要求A/D器件具有適中的采樣頻率、較高的工作速度、較寬的工作帶寬和較大的動態范圍。在設計無線電系統時，選擇模數器件依據的性能指標有：信噪比、轉換靈敏度、無散雜動態范圍、非線性誤差、互調失真、全功率模擬輸入帶寬等。 A/D器件性能的局限及采樣時引入的頻譜混迭、量化誤差等，會對軟件無線電臺的性能產生不良影響，但這種影響尚缺乏定量分析。 |
