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論基于軟件無線電的通信系統(tǒng)
作者:鄒建宏來源:原創(chuàng)日期:2013-03-23人氣:812
1、軟件無線電概述
約瑟夫·米托拉(JesephMitola)在1922年5月份舉行的美國通信系統(tǒng)會議上第一次正式提出了“軟件無線電”(SWR,SoftwareRadio)的概念。該概念的核心思想就是積極建構(gòu)一個模塊化、標準化、通用化的硬件支持平臺,而后借助該硬件支持平臺,讓寬帶D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器與天線在最大程度上相互靠近,利用軟件技術(shù)來實現(xiàn)各種所需要的無線通信功能,例如數(shù)據(jù)格式、工作頻段、加密模式、調(diào)制解調(diào)方式以及通信協(xié)議等等,讓軟件無線電擁有使用靈活、通用性強、便于升級和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢。由于軟件無線電的各種功能是通過軟件編程實現(xiàn)的,因此,假如需要對通信系統(tǒng)進行更新只需要添加新型軟件模塊即可;同時,軟件無線電可以形成多種通信協(xié)議與調(diào)制波形,因此能夠有效兼容以往的舊體制電臺,延長了通信系統(tǒng)的使用壽命,降低了使用成本。
各個國家為了徹底解決通信中的互通性問題,均在積極開展研究和探索,在讓通信系統(tǒng)充分滿足互通性的前提下,還需要在保密性、抗干擾性、安全性等方面多做努力。除此之外,為了同時兼顧無線電臺時代發(fā)展的銜接問題,通信系統(tǒng)還需要具有較長的使用壽命。除了軟件無線電之外,還有另一設想也能夠滿足以上要求,即研發(fā)多功能化、多頻段化的電臺,并將其系列化,用以代替目前所有的電臺,但是該想法需要有強大的資金支持,并且使用壽命也很難符合要求。在通信技術(shù)發(fā)展極為迅速的今天,那些系列化的電臺會很快落伍。
在今天,日新月異的電子技術(shù)和計算機技術(shù)、高速發(fā)展的信號處理技術(shù)和寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、具有較高技術(shù)成熟度的EDA工具和可編程器件尤其是不斷提升的硬件制造水平,這些均為軟線無線電提供了極大的技術(shù)便利。有鑒于此,軟件無線電的物理層必須要具備非常優(yōu)秀的適應性和靈活性,能夠在最大程度上兼容各種操作系統(tǒng),并保證各種通信功能可以正常使用。相對于傳統(tǒng)的通信系統(tǒng),軟件無線電不需要考慮多標準通信問題、信道特性和介質(zhì)的改變問題,總之不需要考慮硬件的更新問題以及由此帶來的接口通用性問題,它在保證通信功能的同時,也有效節(jié)約了使用成本。
2、軟件無線電的相關特點
軟件無線電技術(shù)具有眾多的優(yōu)勢,歸納起來主要有以下幾個方面的優(yōu)勢:
第一,易于實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化。軟件無線電技術(shù)的基本設計思想就是模塊化設計理念。利用該技術(shù),非常容易實現(xiàn)通信系統(tǒng)的模塊化設計。通信系統(tǒng)的硬件平臺和電氣接口方面均嚴格遵循開放和統(tǒng)一的標準,如果需要進行維護或者提升系統(tǒng)性能,僅僅通過更換某一個模塊便可以實現(xiàn),而不需要更新整個系統(tǒng)。
第二,全面的數(shù)字化。軟件無線電技術(shù)能夠為我們提供優(yōu)秀于當前任何一個數(shù)字通信系統(tǒng)的全面數(shù)字化的通信系統(tǒng)。這主要是因為軟件無線電技術(shù)數(shù)字化處理的重點便是通信系統(tǒng)的基帶信號、射頻段信號以及中頻段信號。
第三,功能的軟件化。軟件無線電技術(shù)除了必需的具有良好通用性的硬件支持平臺之外,其他的各種功能均能夠通過軟件編程的方式來實現(xiàn)。一般情況下,軟件編程可以實現(xiàn)以下這些功能,主要包括:信源編碼、解碼方式以及可編程的射頻頻段、中頻頻段、信道解調(diào)方式與信道調(diào)制方式等等。
第四,優(yōu)秀的可拓展性。軟件無線電技術(shù)具有非常優(yōu)秀的可拓展性,不管是系統(tǒng)功能的拓展,還是系統(tǒng)功能的升級,均可以非常輕松地完成。由于軟件無線電技術(shù)基于模塊化、標準化、通用化的硬件支持平臺,因此在硬件方面的可拓展性不大,其優(yōu)秀的可拓展性主要體現(xiàn)在軟件方面。如果想要對系統(tǒng)進行升級或者拓展僅僅需要對相應的軟件進行升級或者拓展即可,非常方便。升級和拓展軟件要比改進和優(yōu)化硬件電路簡單許多。借助于軟件工具,能夠根據(jù)實際需求來實現(xiàn)各種通信業(yè)務的拓展。
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