软件无线电
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇软件无线电范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
软件无线电范文第1篇
虚拟无线电的概念是在Spectrum Ware项目的支持下提出来的。这个项目致力于建立一个理想化的无线电结构，充分利用工作站提供的资源。使这样一个无线电结构不尽能提供丰富功能，而且还能以与众不同的方式实现传统的功能，这样的一个理想话的无线电结构被称之为虚拟无线电结构。用两台 PC 机仿真 DRM 发射机，信道和 DRM 接收机。就可以实时地对语音进行录音、编码调制、发送及播放等，为我国的中短波数字调幅广播试验提供了一个很好的演示平台。
1 软件无线电系统研究背景与现状
无线电通信在社会生活、经济发展和国防建设中发挥着极其重要的作用。近二十年来，随着微电子技术、计算机技术、VLSI技术和软件技术的飞速发展，无线电通信也经历了却日益增强；使用频段由低到高，调制方式由AM ， FM到数字调制：多址方式由FDMA到TDMA，CDMA；传递信息由电报、语音发展到数据和多媒体。无线电通信技术，尤其是移动通信技术的迅猛发展。早在70年代末英国的Romsey公司为了研究解决频谱拥挤问题的方法，制造了第一个军用“软件无线电”系统[2]。它工作在很低的频率，在中频对信号采样后送入8085处理器，用软件进行后续处理。受当时技术水平的限制，该系统结构复杂，造价昂贵，但它验证了直接对低载频信号进行采样的可行性。
软件无线电是对传统无线电通信体系结构的一次重大革新。它使通信系统摆脱了硬件结构的束缚，在系统结构相对通用和稳定的情况下，可以拓展多种服务。因此，软件无线电己成为解决不同体制之间互操作问题和开展多种业务的手段，具有巨大的商业和军事价值。目前以美国和西欧为主导的各国都在积极地致力于软件无线电技术的研究和系统的开发。
2 软件无线电模型
理想中的软件无线电平台要由几部分构成：RF模块与天线子系统AlD/A模块、由DSP芯片织成的高速处理模块。
软件无线电的基本思想是：直接对RF信号进行采样，通过加载软件模块来实现所需的功能，包括以前由专用硬件完成的信道检测、调制解调，以及编码解码等等。
3 DRM 系统的软件模拟
DRM 使用 COFDM 技术，是 OFDM 调制与信道编码的组合。所有的编码音频和相关数据，都均匀分配到多个相邻载波上，而所有载波都在分配的传输频道中。当前 30MHz 以下无线电广播频道带宽为 9/10kHz。DRM 系统可用于：1标准带宽，以满足当前规划的情况；2半带宽（4.5/5kHz），允许与模拟调幅信号联播；3双倍带宽（18/20kHz），在频率规划允许时可提供更大的传输容量。
系统的输入基本上可分为音频/数据信号和信息数据信号两大类，各有其不同的用途，所以在信号处理上略有不同，应该根据信号和节目材料的类型，选择适合的编码参数，才能达到数字 DRM 系统的信号质量。主业务信道最终要加到信道编码器中，其形成过程简述如下只能传送一套节目的单一性。
DRM 系统采用 COFDM 方案，其发射机是将语音和数据信息通过信源编码变为数字信号，然后通过信道编码有选择地加入冗余保护，再通过 OFDM 调制、上变频后发送到 DRM 广播的 MW/SW 频段。
DRM 接收机将接收信号下变频为中频信号，再进行同步、信道估计、信道解码、信源解码后得到原来的语音和数据信息。
4 DRM 系统的关键技术
信源编码主要解决数据存储、交换和传输的有效性问题，即通过对信源数据率的压缩，力求用最少的数码传递最大的信息量。
DRM 系统中应用了 SBR（频带恢复）技术，它是一种在低比特率下获得完全音频带宽的音频编码增强方法，可与 AAC 和 CELP 联合应用，构成目前能力最强的压缩方法。使用 SBR 的目的是重建音频信号中被编码器丢失的高音段。为了更好地实现这个目的，需要在音频比特流中传送某些边信息。SBR 可以将普通低比特率编解码系统带宽提高到等于或大于模拟 FM 音频带宽（15kHz）。在语音编码时，SBR 还可以提升窄带语音编解码系统性能，给播音员提供 12kHz 的音频带宽，用于多语言广播等。由于多数语音编解码系统都是窄带的，SBR 的重要作用不仅在于提高音质，而且可用于提升语音的清晰度和语音的可懂度。
OFDM 技术对频率偏移非常敏感，这种频率偏移是由于信道的多普勒频移和振荡器的不稳定，破坏了接收端各子载波间的正交性。频率偏移会造成 ICI，而采样时刻不准确的后果是 ISI，严重时接收机将完全不能识别调制在原信号中的信息。OFDM 系统对时域偏差的敏感性要比单载波系统好一些，但是，频域上频率的很小偏移却会产生很大的误码率，因此，如何精确估计频偏非常重要可以人为在发送端加一些辅助序列，使得接收端能够基于最大似然法正确估计时域偏移和频域偏移。
5 DRM 系统的虚拟无线电仿真
1992年5月，美国Mitre公司提出了软件无线电的概念，即由硬件作为无线电通信的基本平台，而把尽可能多的无线及个人通信的功能用软件来实现。软件无线电系统具有结构通用化、功能灵活、系统改进和升级方便，以及可对不同无线电系统进行互操作的优点，其优势主要体现在以下几点：
1.系统结构可实现通用，功能实现灵活，系统的改进和升级很方便；
2. 提供不同系统互操作的可能性；
3. 系统采用模块化设计思想，模块具有很强的通用性，能在不同系统间复用；
4. 一般而言软件开发周期较短，能快速跟踪市场变化，成本也会降低。
总之，本章在前面研究的基础上，根据 DRM 标准，开发出了 DRM 系统虚拟无线电中频仿真软件，将DRM的COFDM基带信号调制到中频上，为DAMB发射机和接收机的实体设计，提供了一个很好的仿真与测试平台。
软件无线电是对传统无线电通信体系结构的一次重大革新。它摆脱了硬件体系结构的束缚，是解决不同通信体制之间互操作问题和开展多种业务的最佳途径，具有巨大的商业和军事价值。开发虚拟无线电系统可以快速建立软件无线电原型系统，促进对软件无线电体系结构的深入研究，因而具有理论和实践上的双重意义。
参考文献
[1]樊昌信等，通信原理，第4版，国防工业出版社，2001年3月
[2]李栋，DRM 接收机技术，广播和电视技术，2003 年第 9 期
[3]郑蜀光，DRM 技术介绍，广播和电视技术，2003 年第 5 期
[4]罗琳、吴乐南，基于虚拟无线电平台的AM广播接收系统，电子技术应用，1999年10期
[5]束峰等，正交频分复用通信系统的联合同步算法，应用科学学报，20014年第 4 期
软件无线电范文第2篇
关键词:SDR3G DSPFPGA
中图分类号:TN91文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-053-02
1无线电的发展历程
无线电的发展过程是:模拟电路发展到数字电路;分立器件发展到集成器件;固定集成器件到可编程器件;小规模集成到超大规模集成器件;单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能;各自独立的专用硬件的实现发展到利用通用的硬件平台和个性的编程软件的实现。20世纪80年代,随着移动通信系统的领域的扩大和技术复杂度的不断提高,为了克服技术复杂度带来的问题和满足应用多样性的需求,特别是军事通信对宽带技术的需求,提出在通用硬件基础上利用不同软件编程的方法--软件无线电,把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。
在1992年5月在美国通信系统会议上,Jeseph Mitola(约瑟夫•米托拉)首次提出了“软件无线电”(Software Defined Radio,SDR)的概念。1995IEEE通信杂志,出版了软件无线电专集。同年美国军方提出了军用的Speakeasy计划,即“易通话”计划,这个计划主要目标是设计美军新一代无线电战术电台,这种电台具有多种模式、多种速率、多种调制方式,多种接口方式和多种信息安全方式。软件无线电在过去的几年中从军方的研究逐渐被民间商用移动通信领域所重视,特别是多频段、多用户、多模式兼容及互联系统,对于未来移动通信技术特别是在我国3G通信之中的运用将会起到很关键的作用。
2SDR的概念、体系和特点
软件无线电是在一个开放的公共硬件平台上利用不同的可编程的软件方法实现所需要的无线电系统。理想的软件无线电系统是一种全部可软件编程的无线电,并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。全部可编程包括射频波段,信道接入方式和信道调制。
理想的软件无线电主要由天线、射频前端、宽带A/D和D/A转换器、通用或专用数字信号处理器以及各种软件组成。理想的软件无线电的组成结构如图1所示:
图1 理想的软件无线电系统
SDR的特点
(1) 可重构性,即系统功能随着需求而改变的能力。软件无线电必须在软件和硬件两方面都支持系统重构,才具有通过改变所运行的软件来定义系统功能的能力。
(2) 灵活性。即系统在不改变软件和硬件结构的条件下,对可重构的适应能力。软件无线电必须能够被精确配置成各种不同的虚拟设备,还要支持不断涌现的新技术和新功能。
(3) 模块化。即将定义系统的各个任务分解为相互独立的软件和硬件模块,这些模块通过接口以逻辑的方式连接起来形成所需要的系统功能。
3SDR在3G中的关键技术及发展趋势
3.1A/D转换技术
软件无线电的信号接收原理如图2.天线接收信号经放大,滤波和混频将射频(RF)信号变换到中频(IF),经过一级抗混迭带通滤波后由A/D转换器在中频进行A/D转换,在由数字下变频器(DDC)将IF抽样信号变换为DSP芯片可直接处理的数字基带信号,DSP完成各种所需的信号处理,并将处理结果送至用户终端。发射过程与此类似,DSP处理后的信号经插值处理变换到IF,再经过D/A转换,IF/RF变换后由天线发射出去。
图2基于软件无线电的信号接收原理
根据Nyquist采样定理:采样速率至少是模拟信号最高频率的2倍,才能保证原信号被无失真的还原。因此要求大输入信号的带宽需要A/D转换器有很高的采样频率.另外,有多路信号间的远近效应而要求A/D转换器有很大的动态范围和取样精度。目前基于软件无线电的采样技术有:过采样技术、正交采样技术、带通采样技术、并行A/D转换技术。其中过采样技术不仅可以降低前级混叠滤波器,也可以有效提高A/D转换的信噪比。而并行A/D转换采样可以有效提高采样分辨率。
不管采用哪一种采样技术,采样频率越高,可恢复的带宽潜力越大。因此软件无线电技术实现的难题和关键点就是A/D转换器的速率和动态范围。理想的SDR,A/D变换器的动态范围应该在100-120db或者16-20位。最大输入信号频率在1Ghz和5GHz之间。但是以现在的技术发展水平,不可能达到这个要求。目前A/D转换器的发展趋势是低功率损耗的单片A/D转换器,但是其分辨率的进步相对于采样速率的进步要缓慢的多。但是随着现代科学技术的进步,将超导和光采样技术应用于A/D转换器,已经成为未来的发展趋势,其中“快速单通量”RSFFQ是最具突破性的一项技术,该技术基于超导基本量子机械特性,说明了离散的量化形式中存在着磁通。在该技术中,单磁通量子脉冲代表二进制值。因为一个完整的单磁通量子代表一个脉冲,所以这种技术的性能受到输入信号最大转速率的严格限制。因此可以通过对处理速度与分辨率进行折衷的方法来达到最佳技术性能。
3.2高速处理模块DSP或FPGA
SDR能否有效实现取决于高速处理模块的数据处理速度和精度。传统的无线电设计可采用ASIC、DSP和FPGA器件的组合加以实现,而在软件无线电设计过程之中 ,DSP、FPGA和ASIC之间的功能划分也在发生变化。ASIC逐渐提供更多的可编程功能,而DSP和FPGA则开始具备ASIC的传统处理功能,三者之间的界限正变得日益模糊。因此,设计人员在设计软件无线电时,通常参照以下原则:(1)ASIC只需提供可以接受的可编程性和集成水平,通常即可为指定的功能提供最佳解决方案。(2)FPGA可为高度并行或涉及线性处理的高速信号处理功能提供最佳的可编程解决方案。(3)DSP可为涉及复杂分析或决策分析的功能提供最佳可编程解决方案。例如?北京艾科瑞德科技有限公司于2007年推出的应用解决方案FFT-SDR-V4。它采用了美国德州仪器公司最高运算能力的DSP和Xinlinx高容量的FPGA(2000万门),解决了软件无线电发展中的瓶颈技术―信号处理的运算能力问题。
FFT-SDR-V4高性能软件无线电解决方案集成了4路实时信号采集通道(每个通道105M, 14bit)和2路信号生成通道(每路160M, 16bit);同时配备了2颗Xilinx XC4VLX60 FPGA(800-2000万门)和TI TMS320C6416(1G)高速DSP芯片共同构成了高速实时信号处理单元;标准cPCI接口,兼容PCI2.2 64位/66MHz;6U标准尺寸;这些结构提供了强大的实时信号吞吐、处理和传输能力,是当今软件无线电的最佳解决方案之一。
4SDR在3G中的应用前景
随着近年来软件无线电技术的高速发展和逐渐成熟,全软件无线电将占据未来移动通讯系统的核心位置,因为它可以使系统开发者完全通过软件来灵活地配置和升级无线通信系统,从而降低成本和更加快速地应对市场的变化,例如从EDGE 升级到EDGE Evolution。Octasic公司近期公布了它的首款基于软件无线电平台的GSM,EDGE 和EDGE Evolution 的基站收发机(BTS)解决方案Vcolla-BTS,该产品应用了该公司突破性的数字信号处理技术。而英飞凌科技股份公司近日与SkyTerra和TerreStar 网络公司联合宣布共同开发全球首款基于英飞凌的创新软件无线电(SDR)技术的多制式移动通信平台。这种突破性技术能够让用户采用成本相当于陆地蜂窝移动通信终端的大众市场手机,在北美地区随时随地建立通信。基于SDR技术的卫星―陆地手机,可支持多种蜂窝和卫星通信制式,其中包括GSM、 GPRS、EDGE、WCDMA、HSDPA、HSUPA和 GMR1- 2G/3G等。
SDR使得系统具有灵活性和适应性,能够让不同的网络接口和空中接口共存,能够支持采用不同空中接口的多模式手机和基站。随着SDR和3G技术的不断成熟,在不久的将来,新一代移动通信技术可以提供更有效的多种业务,最终实现商业无线网络、局域网、 蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。
参考文献:
[1]杨小牛等.软件无线电原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2001.
[2]姜宇柏,游思晴. 软件无线电原理与工程应用[M].机械工业出版社,2007
[3]陶然等.多抽样率数字信号处理理论及其应用[M].北京清华大学出版社,2007.
[4]刘鸣. 智能天线及其应用[M]. 机械工业出版社,2007.
软件无线电范文第3篇
关键词：SDR；汽车无线电；DRM
自Joseph Mitola于20世纪90年代初提出了软件无线电(sDR)的概念以来，它一直是人们关注和研究的焦点。SDR为无线应用的设计者解决了很多问题。大多数这类问题与无线广播为了实现全球运作必须支持的标准数量有关，并且，同样重要的是，与支持这些多重标准的成本有关。
本文说明多重标准车用数字无线电接收机概念如何应用于七种数字无线电标准：数字调幅广播(DRM)；DRM+；数字音频广播(DAB)；DAB+；地面数字多媒体广播(T－DMB)；高清调幅广播(HD－radio AM)；高清调频广播(HD－radioFM)。
在可行并且高效的情况下，接收机使用针对每个数字无线电标准的完全嵌入式软件来实施数字信号处理技术，如滤波、解调、同步、纠错等。
sDR作为一个协处理器与汽车DSP系列配合使用，可用于超高品质的AM／FM接收和音频后处理。专用汽车DsP可提供高集成、强大、经济的模拟与数字解决方案，尤其适合汽车行业应用。配合汽车DSP系列的协处理器概念如图1所示。
协处理器概念加上高效数字无线电接收方案，使汽车DSP经过实际验证的高性能AM／FM接收性能进一步得
到扩展，可提供高性能、灵活、高效的SDR并支持相同数字无线电标准的多个接收机，用于背景扫描、多音频，数字应用和视频应用。
数字调幅广播
数字调幅广播(DRM)是一种适合30MHz频率以下的中、短、长波数字无线电系统。它具有近FM的音响品质，以及数字传输使用方便的特性，在AM方面的改进也很突出。
DRM系统采用编码正交频分复用(cOFDM)技术。所有由数字编码音频产生的数据以及相关的信号数据均被分发，以跨越大量紧密排列的载波进行传输。所有载波均包含在传输信道中。采用时间和频率交织的方法来减轻多径干扰所造成的衰减。OFDM和编码的各种参数均可以更改，使DRM可以在很多不同的传播环境中顺利工作。
DRM的最大比特率是72kbps。
DRM系统利用MPEG-4高效高级音频压缩(HE-AAC+v2)，以低数据率提供高音频质量。此外，码激励线性预测编码(cELP)和谐波矢量激励编码(HVXC)语音压缩算法则以更低的数据率提供仅语音编程，如图2所示。
DRM+
DRM+表示DRM的后续开发，它是波段Ⅰ和波段Ⅱ(FM波段)中数字无线电传输的标准。并且，OFDM可提供高效频谱利用和无干扰移动接收。凭借其95kHz带宽，DRM+适合欧洲使用的100kHzFM模式，因此可以在波段Ⅱ的各个频段中传输。
最大有效数据率高达每多路186kbps。采用MPEG-4 HE－AAC+音频压缩可以将最多4种不同的音频流，包括另外的数据服务，甚至是视频流集成到一个DRM+多路复用器上。该系统的总体视图与DRM的相同，即DRM+可“平稳”集成到DRM中。
数字音频广播
在20世纪80年代晚期设计数字音频广播(DAB)系统时，最初有五个目标：提供CD品质的无线电广播；提供优于FM的车内接收品质；更有效地使用频谱；允许通过电台名称而不是频率来调谐；最后是允许传输数据。
均源于DAB的DAB+和T-DMB已经集成了MPEG-4 HE-AAC+v2音频压缩和带额外交织的Reed－Solomon纠错编码技术。
DAB+
DAB和DAB+之间的主要差别在于，DAB数字无线电广播采用MPEG-2 Audio Layer Ⅱ音频压缩技术，而DAB＋采用MPEG－4HE-AAC+V2音频压缩技术。
HE-AAC+v2是AAC核心音频压缩的扩展集。此扩展集结构允许使用三个依赖于比特率的选项：普通AAC，用
于高比特率；AAC和频谱带复制(sBR)，即HE-AAC，用于中比特率；AAC、SBR和伪立体声(Ps)，即HE-AAC+v2，用于低比特率。
每个音频超帧都在能够实现重新配置同步与管理的五个连续逻辑DAB帧中传送。
源自原始系统Rs(255、245、t=5)的Reed-Solomon RS(120，110，t=5)截短码应用于每个音频超帧的110字节部分，以生成一个错误保护包。外部(解)交织器可被120列的区块(解)交织器视为一行。DAB+系统的框图如图3所示。
T－DMB
根据ETSI EN 300 401标准，T-DMB也是基于传统的DAB传输系统。这意味着通过向现有DAB系统增加一个T－DMB视频编码器，DAB传输即可用于T－DMB传输。由于在同一个系统上提供T－DMB和DAB，因此T－DMB设备不仅可以接收T-DMB多媒体服务，还可接收DAB音频服务。
T－DMB针对音频服务使用比特分片算术编码(BsAc)或者HE－AAC＋v2音频编码，针对视频服务使用高级视频编码(AVc)，针对交互式数据相关服务使用二进制格式场景(BIFS)。
高清广播
软件无线电范文第4篇
1.1硬件平台
软件无线电技术的硬件平台组成较为复杂，它主要包括模拟前端、宽带数模变换器、宽带模数变换器、数字上下变频器以及高速数字信号处理器这五个部分，其有着模块化、开放性及可拓展性等优势。该平台的数据源可以是文字、声音和视频等，通过对数据进行信息道编码和信息源编码，而且可以采用多路方式对其进行访问，然后对其进行调制解调。值得注意的是，不同系统下的不同调制方式，应尽可能采用能够兼容的方式。
1.2软件平台
数字广播电视系统中的软件无线电技术采用的是分层软件体系，其包括DSP指令、函数库、信号流变换库、小波与滤波的变换、调制算法库、编码算法库、信道纠错编码库及各种无线电信令规程库等。
1.3关键技术
现代的无线电已经是将计算机、通信等技术融合为一体的新技术。首先，宽带多频段是其核心技术，软件无线电技术的工作宽带一般是1Mhz到3Ghz，如果其天线采用传统方法，由于天线长度的影响，会对信号的传输产生影响。其次，采用数模和模数技术，将两者的转换器靠近天线，并将其移到RF前端，对较高频段的信号进行数字化，这个过程需要对工作宽带和模数采样频率进行较高的要求。另一方面，环境的复杂性对模数转换器的速率和宽带都提出了较高的标准，要求其动态范围较大，在宽带达到要求时，也应注意ADC是否具有较高的采样率。最后，DSP技术和高速数字处理技术也是软件无线电的核心技术之一，数字信号在经过模数转换器处理后，DSP软件将继续对其进行处理，因此说软件无线电技术的关键是数字处理能力。硬件技术和软件技术是影响无线电技术的重要因素，目前软件无线电技术在实际中的应用由于受到硬件技术的限制，特别是在木块分化方面，因此应加强硬件技术的改进，为软件技术提供一个广阔的发展平台。
2数字广播电视系统中软件无线电技术的应用
数字广播电视的基本原理就是将模拟信号转变为数字信号，实现其完美过渡。将A/D变换器靠近射频天线以尽早获取模拟信号，随后将其转化为数字信号是软件无线电技术的基本思路。无线电技术以数字广播电视为载体，在产生数字信号后，利用数模转换器将信号转化为模拟信号。软件无线电技术以较强的灵活性，通过升级去完成对一些关键技术的突破。
2.1DRM的发展
由于数字化媒体的快速发展及调频广播竞争的加强，许多机构已经开始了调频广播数字化的技术实验。由于当前数字信号和模拟信号同时存在，可以借助无线电技术对模拟设备进行研制。随着无线电技术的发展，为了提升无线电广播的质量，可以将数字广播与资源有效结合起来。
2.2DRM中无线电技术的应用
由于广播的宽带较窄，信号的动态范围较大，在实际应用中对其方案的选择应慎之又慎。可以对一个宽带变频模块进行增加，将其增加到A/D/A天线间，使信号由全频变为中频带，然后对中频带信号的预定功能进行实现。
2.3DRM发射机中软件无线电技术的应用
相比较接收机，发射机的研制显得更为复杂，发射机一般包含三个独立的子系统，其中的调制子系统和数字编码负责对数字信号和相位的处理，而模拟处理子系统则更多的被应用于调相符号或幅相符号的转换上，功率放大以及信号的发射则依靠发射子系统来实现。
2.4数字电视接收系统
当前广泛采用的是中频数字化结构，其原理是通过多频段的天线将数字信号传送到RF部分，随后经过模数转换器和数模转换器的转换，再经过数字上下变频器，其将信号传送给DSP进行处理。在以软件无线电技术为基础的数字电视接受系统，首先要通过模拟变频对信号进行处理，使其与模数转换器的信号相适应，经过模数转换器的处理后，其输出为基带信号，然后数字变频对宽带内的信号进行正交变频，使其成为与信号带宽相适应的数字信号，这种信号要能够被HDTV处理。在实际中，为了提高数据的处理速度，常常采用较多的处理器模块。而在软件无线电技术中，都是采用软件对算法进行处理，通过软件的升级来增加新的功能，而HDTV接收机正是以软件无线电原理为依据，在此基础上，其不仅可以产生能够适应多种编码速率的数字电视信号，而且其自身的系统升级能力也较强。HDTV实现新制式的播放方法对软件无线电技术降低成本具有较大的帮助。
2.5软件无线电技术中的实际应用
在互联网和3G时代，信道调制方式会极大影响数字广播电视的发展，因此需要引进新的无线通信技术。当下用户需要的是多层次配置，而软件无线电技术中正是一种优质资源，依靠其实现各种业务的最佳配置，改变以往的追求统一性的调制方式，努力建立一个开放性的平台，通过平台上软件的升级来实现业务的各种特征。
3结束语
软件无线电范文第5篇
关键词：软件无线电 DSP 数据信号处理
中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（b）-0010-01
企业和社会对技校学生（技工）要求越来越高，掌握无线电设计可以综合的提升学生综合知识能力，是学生应该掌握的一项课程，特此为技校生设计学习软件无线电系统一套。软件无线电的基本思想是建造一个通用、标准、模块化的硬件平台并且使ADC和DAC转换器尽可能靠近天线（使得系统具有很高的机动性，很好的与其他器件进行沟通），通过软件编程来实现无线电的各种功能，如：通信协议、工作频段、调制解调类型等。其核心是把硬件作为无线通信的基本平台，把尽可能多的通信功能用软件实现。一般来说，软件无线电系统应该具有较强的灵活性，通过软件的更新、加载、增加新功能，都可以轻易的实现。
1.软件无线电结构
本系统采用射频直接带通采样数字化结构的软件无线电的就是把射频全宽带低通采样数字化结构的软件无线电的模数转换器前，使用了相对较窄带宽的电调滤波器。然后，根据系统实际需要的带宽进行采样。这样降低了射频直接带通采样数字化结构的软件无线电对数模转换器的采样速率要求，同样也大幅度降低了对DSP处理信号的速度。但是在实际制系统时，对模数转换器的采样频率要求还是较高的。
2.软件无线关键技术
近年来对软件无线电技术的掌握有了很大的进步，但其中还有一些关键技术尚未得到很好的解决。这些技术包括高速A/D、DSP数字处理、射频前端、天线技术等问题，可以说这些技术决定着软件无线电的发展和实现。随着为电子技术的发展，同时也出现了一些新的发展趋势。
2.1天线技术
我们通常使用的天线只能接收发射特定的频段信号――工作在特定频段，而理想软件无线电的天线在理论上是能覆盖全部频段的。宽带天线技术是现在技术水平无法达到的，但是，它却是是最适合解决理想软件无线电的天线技术的方案。为了软件无线电技术的实现，可采用多频天线的方法去实现。它使得天线不必覆盖所有频段，利用软件无线电的可编程特性，只要覆盖不同频率的几个窗口。智能天线在软件无线电的发展过程中起到了一定的推动作用，智能天线是软件无线电技术和固定天线技术相结合的产物，同时软件无线电也为智能天线的实现和发展提供了可行的平台。
2.2ADC和DAC转换技术
ADC和DAC转换装置在软件无线电中起着最关键的作用，可以说软件无线电的核心就是它，软件无线电的软件化程度就是由它反映出来。其中ADC的性能怎么样更是制约着软件无线电整体性能的提高，DSP的处理速度和处理方式直接受它影响。输入信号频率范围可以从是1GHz到5GHz。但是，当前的技术水平是很难达到这些技术要求。单对性能指标要求：为了在信号恢复时减小失真，要求ADC有较高的分辨率和采样率，一般采样精度必须在100-120dB范围内。另外，还要求大的线性动态范围，一般要求软件无线电的ADC变换器的动态范围是16到20位之间，从而减少互调失真，使软件无线电能够从强干扰信号中检测出微弱的有用信号。现有的ADC还无法满足软件无线电的整体性能需求。为了组建系统并使系统达到要求，可以使多个ADC进行并联的方法。
2.3数据信号处理
软件无线电的数据处理核心是DSP，它是软件无线电的核心部件之一，同时也是一个主要瓶颈。其数据处理速度和精度是限制并直接影响软件无线电的关键问题。信号的调制解调和数字语音的编码，都可以用单个DSP来实现。如果单个DSP处理数据的能力达不到要求时，可采使用多个DSP芯片并行来提高运算处理能力。进入21世纪，DSP在各方面性能都有了质的飞跃，例如TI公司在2001年推出了主频600 mHz的C64系列。2003年推出的TS201：处理能力为3.6GILOPS，主频可达到600 mHz，是处理能力很强的浮点DSP之一。TI公司于04年生产的TMS320C6416，其速度能达到1.1GHz，它是目前少数突破1GHZ的DSP之一。
3.硬件搭接
本设计的结构框图见图1。它是一个最小化的软件无线电系统，仅仅实现软件无线电的最基本的功能，而且为了说明软件无线电的主体功能和保障论述和阅读的方便性，在框图中，把ADC和DAC转换的品振和电源部分全部省略，为DSP提供能量的电源芯片也省略不提。本图只把信号的流程和主要功能体现出来。
4.调制解调
软件无线电中实现各种调制信号的作法跟常规方法是不同的，它是以一个通用的数字信号处理平台为基础的。软件无线电中，其所需的调制解调方式都是通过软件编程来实现的，不存在像过去的那种普通无线电。如果要实现一种甚至多种的调制解调信号在无线电中同时存在，不但意味着无线电的设计会十分繁琐，设备的重量会很重而且体积也会超大，非常不利于携带。现在的软件无线电是利用已经编好的程序块来进行相应频率信号的调制解调，采用这种方式就可以解决以往普通无线电的升级和增加新功能十分困难的问题。这样，软件无线电对比普通无线电就具有更高的利用价值，可以轻易升级，并且降低生产成本，使用周期长在当今的通信领域中，通信信号的种类如过江之鲫。但是，各种各样的通信信号从理论角度上讲都可以通过正交调制的方法来实现。
