软件无线电课件.ppt

软件无线电 一。软件无线电产生的背景 美军统一其战术通信系统的动机及实践，开发出了美国陆军的战术通信系统JTRS （Joint Tactical Radio System）及空军的SPEAKeasy。并由此发展出了软件无线电的概念：一部无线通信机，其通信功能由软件来实现。同样的硬件，输入不同的软件，就具有不同的通信功能，这样就可以使不同单位的不同制式的通信机可以互通。 九十年代软件无线电开始进入民用通信系统, 例如Vanu的软件无线电基站。 软件无线电论坛 （SDR Forum）--一个非盈利的推动软件无线电技术发展的国际组织，给出的软件无线电的定义：“一个无线电系统中，天线以后就数字化，对信号的所有的必要的处理都由存放在高速数字信号处理器中的软件来完成”。 现有无线电系统的问题 无线电通信系统也得到了更大的发展。然而它仍存在着一些较大缺陷，主演表现在以下几个方面： 军事通信方面 所用频段不同：现行频率体制给三军分配了不同的可用频段；不同的应用场合使用不同种类的电台，这样就使各军、兵种之间通信困难。解决这一问题，在现代化的三军联合作战，陆、海、空一体化的立体战争中，就显得更加迫切。 供应体制不同：三军按各自要求购买、研制通信装备，必然造成了通信电台装备的多样化和互通困难。 采用制式不同：各种电台按相应要求设计，必然造成信源编码与解码、信道调制与解调，加、解密、网络协议、通信组网等方式的不同。 现有无线电系统的问题 因此，在现有的无线电通信系统中多种体制并存，形成各种体制互联困难；由于无线电频带越来越拥挤，又造成相邻频道间的干扰越来越严重，从而也要求通信系统的抗干扰能力增强。 在九十年代初的海湾战争期间，这个问题也暴露于美国和多国部队间的三军协同作战通信的兼容性与互通性上，并因此遇到了相应的通信不畅的棘手问题。 现有无线电系统的问题 在民用通信方面 显然，他也同样要遇到类似于军事通信方面由于通信体制与频段带不同而引起的互通性与兼容性不佳的麻烦问题。尤其在移动通信方面，由于现代数字技术的发展，移动通信发展迅猛。自70年代模拟蜂窝通信系统问世以来，已经发展到了以数字化技术为主要特征的第三代移动通信，并将迅速向前发展。然而我们也可以看到如前所述的移动通信体制在全球范围内还是三足鼎立之势，并没有统一到同一种体制上，而且各种体制又各有其长处与不足，三者尚不能相互替代，因此，移动通信系统中各种体制如何互联互通，也是一个重要的问题。最佳的解决方法是能够对多种体制综合兼容。 软件无线电的基本思想及其优越性 1992年，美国MITRE公司的JOE.MITOLA在美国国家远程会议上首次提出了软件无线电（Software Radio）技术的概念。他是把硬件系统作为无线电通信的基本平台，在此硬件平台上把尽可能多的无线电通信功能与个人通信及其他通信业务运行从长期依赖于固定线路特性的方式中解脱出来，将对不同通信系统新产品的开发更多地转移到相应软件的开发与设计上来。因此，在今后对通信系统的改进与升级就将非常方便且代价较小；而且对不同的频段，不同制式的通信系统可以互联、兼容。显然，这是继模拟到数字通信，固定到移动通信之后，在无线电通信领域内出现的又一次重大技术突破。 软件无线电的基本思想及其优越性 以下我们谈谈软件无线电系统的基本思想及其优越性，以充分认识软件无线电产生的必要性与必然性。 完全数字化 由于软件无线电的基本思想之一就是力图从通信系统的基带信号直至中频、射频频段进行数字化处理，因此，它是一种比目前任何一个数组通信系统的数字化程度都要高得多的全数字化通信系统。 完全的可编程性 软件无线电通过一种通用的硬件平台，将通信的各种功能实现完全由相应软件运行来完成。它包括：款频段内的可编程的信道调制方式、可编程的射频与中频频段、可编程的信道解调方式、信源编码、解码方式等。 软件无线电的基本思想及其优越性 系统升级的便捷性与系统功能的可扩充性 由于软件无线电通信系统的功能更多体现在软件上，因此，系统的升级只需改变相宜的软件，即对软件的升级即可。显然，它比以往对硬件电路的设计与改进更加快捷。通过软件工具可扩展通信系统业务，分析无线通信环境、定义所需扩展增强的各项通信业务。 系统便于实现模块化 利用软件无线电的基本思想，对现行的通信系统均可实行模块化设计，模块的物理及电气接口性能指标符合统一、开放的标准。通过更换单一模块，可以维护或提高系统的性能，也便于系统间复用。 软件无线电的研究现状 软件无线电自90年代初问世以来，就被作为一种全新的通信理念在通信领域内受到极大重视，它被称为继模拟到数字通信、从固定到移动通信之后的第三次通信技术革命。之后，它成为军用、民用通信领域内的技术热点。因此，软件无线电技术的研究发展及应用也正蓬勃向前。 目前，国外在软件无线电技术研究