软件无线电技术

五．软件无线电系统的关键技术与研究热点。

软件无线电之所以比传统的数字电台优越，是因为采用了许多关键技术，正是这些关键技术确保了电台的宽频段和功能的灵活性。其中的关键技术主要有：

1）开放式体系结构。软件无线电的硬件设计以开放式总线结构为基础，所以硬件和软件都采用开放式物理接口和电气接口规范，按标准的通用模块进行设计。目前，用于通信的开放式体系结构标准已经建立，但软件无线电中用于高性能、实时数字信号处理的开放式标准还处于未成熟阶段。

2）宽频段、多频段天线及rf部分技术。rf转换器部分功能包括产生输出功率、接收信号的预放大、射频信号和中频信号的转换等，现阶段rf变换还只能采用模拟方式。

3）宽带模数或数模（a/d或d/a）转换技术。在软件无线电中，理想的adc的位置应尽可能的靠近天线，以使接收到的模拟信号尽早数字化及获得最大限度的可编程性。在a/d或d/a转换技术中需要考虑的几个因素有：

采样速率、采样方式的选择、带外能量的数值及效应、量化噪声等，目前在软件无线电a/d或d/a技术中存在的最大问题是目前adc的采样速率难以完全满足软件无线电所要求的高速、高精度的性能。

4）中频处理技术。发射端中频处理部分是实现已调基带信号与中频信号之间的变换，这种变换通过离散时间点运算来实现；接收端中频处理部分包括宽带数字滤波，可从可用的业务波段中选出一个来，恢复出中等带宽的用户信道，同时将信号转换到基带。频率变换和滤波的复杂程度决定了中频段对处理能力的需求，其功能完成要求用数字处理方法来实现。

5）基带处理技术。基带处理段对信号进行第一级信道调制（相应地在接收机中是对信号进行解调）。另外，针对非线性信道的信号预畸变、格型编码和软判决参数估计都包括在基带处理段中。

因此，该段的复杂性由基带带宽、信道波形和相应处理（如：软判决支持）的复杂性来决定。

6）数字信号处理（dsp）技术。在软件无线电中，高速dsp的运算能力高低将直接影响到软件无线电系统性能的好坏。在多频段多功能电台中，dsp部分的设计不再是为某种功能所附加，而是承担电台的大部分信号处理功能，包括调制/解调、变频、数字滤波、信号检测、信息处理、语音编码、抗干扰及实时控制、网络协议等多种功能。

7）可重构的实时软件处理技术。软件无线电在多工作方式实现过程中，要求能实时加入新的功能软件，因为尽管目前存储器的容量已经够大，但存储所有软件仍然是一种负担，因此软件无线电应该能够通过特定的用户入口来实现装载新的功能软件，从而通过软件资源重新分配的办法来实现软件的功能重组，这就要求将通信协议及软件标准化、通用化，这也是软件无线电的一个基本要求。

8）开放式总线结构的标准化。传统的硬件平台结构为流水线式，在这样的结构中，各模块采用实际的硬件电路互联。由于在一般的情况下，个模块之间耦合紧密；当系统功能需要改变时，则要求增加或减少某一模块，这样必然会引起结构上的变化。

由于它不具有开放性，因此不具备软件无线电的要求。人们从pc的发展中得到启迪，由此基于总线互联结构的系统便应运而生，即将vme总线标准在相应系统中应用。尤其是在软件无线电系统中，vme总线标准为软件无线电的可开放、可扩展硬件平台奠定了坚实的基础。

9）宽带智能天线技术。智能天线技术在软件无线电中具有非常重要的功能，是不可替代的硬件出入口，只能靠硬件本身来完成，不能靠软件加载实现全部功能。软件无线电中的智能天线与无线移动通信中的智能天线从功能上讲是完全相同的，但在软件无线电系统中，由于信号占据很宽的频率范围，其天线必须具有接入多个频段的功能，理想的软件无线电系统的天线部分则应该能够覆盖全部无线通信频段，这对天线技术提出了较高的要求。

通常来说，无线电台的射频前端、发射天线和接收天线部分都是有固定硬件实现的，但是软件无线电具有智能的、可编程的数字信号处理核心，可以充分利用此优势对固定天线接收下来的信号进行优化组合，达到提高信噪比，抑制共同信道干扰、增大通信系统容量的目的。这种可以动态配置的天线系统就是目前软件无线电系统中的关键热门技术之一——智能天线技术。

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