软件无线电范文
时间：2023-02-22 19:58:50
软件无线电范文第1篇
【关键词】认知无线电;软件无线电
软件无线电（softvaie radio）是JoeMitola于1991年提出的一种无线通信新概念，他指的是一种可重新编程或者可重构的无线电系统，意思是说，无线电在其系统硬件无需变更的情况下，可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。软件无线电概念虽然是从通信领域提出的，但这一概念一经提出就得到了包括通信、雷达、电子战、导航、测控、卫星载荷及民用广播电视等整个无线电工程领域的广泛关注，已成为无线电工程领域具有广泛适用性的现代方法。经过近20年的推广和全世界范围的深入研究，软件无线电概念不仅得到了普遍认可，而且已获得广泛应用;尤其是近几年，软件无线电的发展势头更猛，已触动到无线电工程的每一个角落。都是以软件无线电概念进行设计、开发的适应未来导航技术的发展需要。可以这样说，软件无线电的思想已对现代无线电工程的设计和开发产生重大影响。
在需求牵引和技术推动下，认知无线电技术应运而生。认知无线电（Cognitive Radio， CR）[3～6]W概念最早由瑞典Joseph Mitola博士于1999年提出，是对软件无线电（Software Defined Radio，SDR）功能的进一步扩展。JosephM itola博士提出认知无线电的概念，最初的主要目的是想解决频谱资源的有效利用问题。认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无线电知识描述语言（RKRL）与通信网络进行智能交流，并实时调整传输参数（通信频率、发射功率、调制方式、编码体制等），使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。也就是说，SDR关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理;而CR强调的是无线系统能够感知操作环境的变化，并据此调整系统工作参数，实现最佳适配。从这个意义上讲，CR是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层活动。所以，认知无线电是智能化的软件无线电。作为一种更智能的频谱共享技术，CR是具有频谱感知能力的智能化软件无线电，理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用，从而大大降低频谱和带宽限制对无线技术发展的束缚，因此，这一技术被预言为未来最热门的无线技术。
简单而论，认知无线电实际上是把软件无线电与频谱监视和管理有效地结合在一起。认知无线电可以对周围的电磁环境进行扫描监视，确定频谱利用状况，选取最佳的工作体制和参数，最终建立起可靠的通信链路。从电子侦察的角度来看，认知无线电实际上就是把软件无线电与通信侦察有机地结合在一起。在认知无线电发射一方，通过对周围电磁环境的自主侦察、分析，选择最佳频段或最佳信道（无干扰或干扰电平在允许范围内）主动向接收方发送通信链路建立信号;在认知无线电的接收一方，自动截获联络信号，并对其进行分析识别和解码，一旦信号格式匹配就立即建立起通信链路，实现通信。
经过十几年的努力，软件无线电得到了快速的发展。但是，软件无线电的概念也是逐步被认识、被理解的。提出软件无线电概念的重大意义在于，它使人们的设计思路从以硬件为核心转向以软件为核心，这一设计理念已不知不觉地被现代无线电工程的各个领域所广泛接受。认知无线电又是在软件无线电的基础上提出的智能化的无线通信技术，它着力解决频谱资源的有效利用问题;认知无线电概念的提出将对现行的频谱管理体制提出挑战，并给无线通信带来新的发展空间，同时也将有力促进软件无线电的更快发展。
认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无线电知识描述语言（RKRL）与通信网络进行智能交流，并实时调整参数（通信频率、发送功率、调制方式、编码体制等），使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能保持通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。对于传统的模拟无线电系统，其射频部分、上/下变频、滤波及基带处理全部采用模拟方式，对整个系统频带进行采样，即从中频（甚至射频）开始就进行数字化处理，这是软件无线电的一个突出特点。而认知无线电是建立在软件无线电的基础之上，采用了随时变化的通信协议技术，同时增加了一个新的元素――依靠人工智能的支持，感知其所在的环境及其所处位置，并在此基础上改变其功率、频率、调制以及其它参数，以求更高的
经过十几年的努力，软件无线电得到了快速的发展。提出软件无线电概念的重大意义在于，它使人们的设计思路从以硬件为核心转向以软件为核心，这一设计理念已不知不觉地被现代无线电工程的各个领域所广泛接受。认知无线电是在软件无线电的基础上提出的智能化无线通信技术，它展现了一种全新的频谱管理模式，并将自身与外部环境智能匹配，它着力解决频谱资源的有效利用问题;认知无线电概念的提出将对现行的频谱管理体制提出挑战，并给无线通信带来新的发展空间，同时也将有力促进软件无线电的更快发展。
参考文献
[1]郭彩丽，张天魁，曾志民，等.认知无线电关键技术及应用的研究现状[J].电信科学，2006（8）.
[2]王翔.无线通信技术发展分析[J].通信技术，2007.
[3]杨小牛.从软件无线电到认知无线电，走向终极无线电一无线通信发展展望[J].中国电子科学研院学报，2008，2（01）.
软件无线电范文第2篇
关键字：软件无线电 宽带天线
【分类号】：TM73
软件无线电技术最初起源于美国军方。在海湾战争期间，由于美军陆、海、空三军的通信装备在工作频段、通信体制、信息传输格式等方面各自为政、互不兼容，虽然解决了三军间的相互干扰问题，却也因此导致在联合作战时各军兵种无法进行快速沟通、互传信息和情报，没有形成真正意义上的联合作战。于是，在1992年5月的全美电信系统年会上，MITRE公司的资深科学家Joe Mitola提出了软件无线电技术，用以解决美军三军之间无线电台多频段、多工作方式互通问题。
1.软件无线电的概念和基本思想
软件无线电定义为：能够实现充分可编程通信，对信息进行有效控制，覆盖多个频段，支持大量波形和应用软件的通信设备。简而言之，软件无线电就是一种用软件实现物理层连接的无线通信设计。
软件无线电的基本思想是在一个标准化、模块化的硬件平台上，通过软件编程来实现无线电台的各种功能。未来新系统的升级、新产品的开发将逐步转到软件上来，这是无线电通信继固定通信到移动通信、模拟通信到数字通信之后的第三次革命，它将通过与现代微电子技术、软件技术和数字通信技术的结合，实现真正的多媒体、多模式的个人通信系统这一软件无线电的最终目标。
需要区分的是，目前使用的全数字化无线电台虽然也采用了软件控制和数字处理技术，但他们并不属于真正的软件无线电。其根本区别在于，软件无线电的结构和功能是完全可编程的，它的工作频段、信道接入模式和信号调制解调的方式都是可以通过编程来满足实际需要，而这些功能全数字化无线电台是无法实现的。
2.软件无线电的主要特点
（1）功能实现灵活
软件无线电的功能是可编程的，因此实现灵活，例如对信道带宽、调制方式及编码方式进行动态调整，以适应不同网络标准、通信负荷及用户需要的变化。它还可以与其他任何体制的电台实现空中接口，进行不同制式间的通信，也可以作为其它电台的射频中继。
（2）系统升级成本低
由于采用标准化、模块化的结构，其硬件可以随器件和技术的发展而更新或扩展，软件也可以随需要不断升级。模块的通用性强，能在不同的系统和系统升级时复用。因此在技术更新时，只需更换个别的模块即可，也可将更换下来的模块用于其他需求不同的系统，大大节约费用开支；
（3）生命周期长
软件无线电具有多频段、多功能通信的能力，因此不仅能与新体制电台通信，也可以与旧体制电台相兼容，这样既延长了旧体制通信系统的使用寿命，也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。
（4）支持网络功能强
软件无线电技术支持软件可以通过无线方式载入，增添新的功能和软件升级都非常方便。例如，在民用方面，当用户到其他国家或者地区时，仅仅需要通过软件无线电装置空中接收该地区的通信标准，下载后即可利用该通信标准进行通信。
3.软件无线电的理想结构
这是一种理想化的结构，完全符合软件无线电的标准，把模拟电路的数量减少到了最低限度，将整个结构的数字化程度提高到最大的程度，即将天线接收的信号经过滤波放大后，直接由A/D（模数转换器）进行采样处理。但是这也对模数转换器的性能提出了更高的要求。因为射频的频率范围最高可达1、2GHz，射频低通采样频率必须至少是射频频率的2倍，也就是要达到2.4GHz才能完全采样。就目前的硬件技术来看，即使如此高的采样频率可以实现，那么在后续的DSP（数字信号处理器）也难以满足要求。同时，这也是目前软件无线电子的一个技术难点。
4.软件无线电的关键技术及实现难点
（1）宽带天线和RF（射频）模块
软件无线电要求天线的频率覆盖是2～2000MHz，并可以用程序控制方法对天线功能及参数进行设置。根据当前国内外宽带天线的技术水平，研制全频段的宽带天线是不现实的。在实际应用中，可以采取组合多频段天线来实现，借鉴美军软件无线电Speakeasy（易通话）方案，分三段来实行，2～30MHz、30～500 MHz、500～2000MHz，这样在技术上比较可行，也不影响战术使用的要求。鉴于天线的宽带特性，射频前端要求器件要有较宽的频率范围，并采用数字频率合成技术设置，对每种标准应能够多载波工作。射频前端可考虑用同天线一样分三段来实现，将其做成可转换的标准化模块。射频前端的宽带低噪声放大功能和输出功率放大都可以由市场上现有的产品进行实现。
（2）高速A/D
数字化是软件无线电的基础，模拟信号必须经过采样转化成数字信号才能用软件进行处理。A/D、D/A器件在软件无线电中的位置非常关键，它直接反映了软件无线电系统的软件化可操作程度。决定A/D器件的关键是它的采样速率和量化位数，就目前而言，对于某些软件无线电方面的应用，现有的A/D还不能同时满足速率和位数的需要，从长远考虑可以采用多个A/D并联使用，达到所需要求。
（3）高速DSP
软件无线电从设计思想到实现，其推动力来自DSP技术的发展，
软件无线电范文第3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。
关键字：软件无线电；虚拟无线电；PC机仿真
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
[6]马玉松等，虚拟无线电，天津通信技术，2000 年第 2 期
软件无线电范文第4篇
关键词 软件无线电 无线电监测 云计算
1 概述
无线电应用日益广泛、电磁环境日趋复杂，无线电监管的工作难度在持续不断地增加，如果能得到目标现场的信号完整采样，并将原始采样数据完全存储，以软件无线电的处理思想进行后期分析，将会给无线电监管工作带来质的改变。
这种全新的监管模式随着高性能的软件无线电接收机、遍及超高传输速度的网络、能提供强大的存储和计算能力的云服务的诞生将逐渐成为一种可能。
1.1 无线电监管
无线电管理的核心目标是在全国或全世界的无线电通信和其他无线电业务领域内以最合理、最公平、最有效和最经济的方式地使用、利用或保护有限的无线电频谱/卫星轨道资源，使得各种无线电通信网和各无线电台站能够经济、有效地在各种无线电环境下不受干扰地正常工作，为国家的经济建设、国防建设服务，保障人民的生命和财产安全，提高人们的物质和精神的生活水平，推动国家社会与经济的发展和科学技术的进步。
无线电监测包括日常的电波监听、测量、测向和定位、电台识别和干扰查找，其主要任务是通过识别发射信号的相关技术参数和操作特性，查找和验证未授权的无线电发射机或无线电台站，确保符合或遵守国家无线电管理有关规定；调查、记录有关干扰源、背景噪声等电磁环境情况，判明并解决干扰问题，保护合法无线电台站用户的权益，查处非法无线电台站的干扰等。小到一场考试、中到一场大型活动（如：北京奥运、上海世博）保障、大到国家安全保卫。
当代无线通信的复杂性和设备的广泛性对监管工作的有效性提出了极高的要求，因此各国都建有自己的监管机构和技术体系，如：美国设有一个监控中心、全国设有13个监测站；我国设国家、省、地市三级管理和监测建制机构，并设有短波、卫星、超短波三张监测网，部分监测网设有多个遥控监测站。
除卫星监测之外，主要设别有扫频仪、宽频接收机、定向天线等，主要对无线电发射的基本参数，如频率、电平、示向度、仰角、测向质量等系统地进行测量、传输。鉴于历史延承及技术发展水平的限制，目前通常最后只记录结果数据，而不是监测到的某个信号的原始数据，如果一个信号从此消失，而监测系统无法解码时，存在无法回溯等不利情况的发生。
1.2 软件无线电技术
软件无线电论坛（SDR Forum）（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”。就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来实现。
SDR被认为仅具有中频可编程数字接入能力。发展历史无线电的技术演化过程是：由模拟电路发展到数字电路；由分立器件发展到集成器件；由小规模集成到超大规模集成器件；由固定集成器件到可编程器件；由单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能；由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。
软件无线电的主要特征的尽可能靠近天线、尽可能宽带高速的完成接收到的信号的数字化，之后主要依靠软件来实现信号的处和应用。
澳大利亚万瑞（WinRadio）公司就有系列的采用SDR结构体系无线电接收机产品，其中WR-G39DDC模块覆盖HF/VHF/UHF/SHF 20KHz～ 3.5GHz宽频软件接收机，带有两个可同时工作的独立的DDC信道，每个信道的瞬时带宽达4MHz，可用于录音或其它数字化处理，接收机还提供16 MHz宽的实时频谱分析仪。具有很高的灵活性、大动态范围、高灵敏度、快速扫描、高精度等性能，不仅可以作为监测接收机，也可以作为快速搜索（1GHz/s超快搜索速度）接收机和测量接收机。可采用USB接口可方便地连接到任何IBM兼容PC机，一台可以控制多个接收机组成多信道系统。
1.3 高速互联网时代
现代计算机网络的基本理念框架体系基本源于美国军队在1968年开始组建的阿帕网（ARPNET），就在这个互联网原型诞生后的70年代，一系列沿用至今、在今后得到巨大发展的技术一一诞生，如：TCP/IP协议、以太网，同期微电子及计算机技术也在高速发展，它们相互激荡和促进。在经过约四十年的发展，系统和系统之间、区域和区域之间的互联从很困难到现在到处都能得到广域、城域接入，接入方式和接口形式五花八门到现在互联方便的以太网为主，速度从几K提升到10M、100M、1000M、10G、并将步入40/100G。无线局域网技术也有了高速的发展，速度在802.11n上已经能达到300Mbps并开始展望600Mbps，将来也会有更高的接入速度。
此外一个重要的特性，高速接入的时代同时也是越来越多需要协同工作或跨地域的系统都逐渐在向TCP/IP网络靠拢并得到良好地承载的时代。更多的终端嵌入了TCP/IP网络接入功能，并实现了联网工作。
1.4 云计算技术
软件无线电范文第5篇
关键词：无线电 数字信号 软件无线电 关键技术
引言
目前无线电监测技术己经成为一个重要的研究课题。无线电监测技术中包括信号调制识别和定位。信号调制识别和参数估计的基本任务是在多信号环境和有噪声干扰的条件下确定出接收信号的调制方式和其信号参数，从而为进一步分析和处理信号提供依据。调制方式是区别不同性质通信信号的一个重要特征。随着通信技术的发展，信号在很宽的频带上采用不同调制参数的各种调制样式。如何有效的监视和识别这些信号，在军事和民用领域都是十分重要的研究课题。在军事领域，信号调制方式的识别是对敌方通信进行干扰或侦听的前提，一旦知道了调制类型，就可以估计调制参数，从而有针对性的制定侦察和反侦察策略。调制识别技术还有助于电子战最佳干扰样式或干扰算法的选择，以保证友方通信，同时抑制和破坏敌方通信，实现电子对抗的目的。
1信号调制识别技术
目前，通信信号的调制识别技术大致可分为如下两大类：一是判决理论方法，它基于假设检验理论，利用概率论去推导一个合适的分类规则。由于判决理论是基于假设检验的，它能够最小化平均风险函数，在这个意义上讲，它提供最优的方法。但即使对于一个简单的信号形式，最优分类器的完全数学表达式是非常复杂的。它还需要构建一个正确的假设并且仔细分析，这一点也是十分困难的。二是统计模式识别方法。这种方法一般由两部分组成，其一是特征提取，它的作用是从接收到的信号中抽取区别于其他信号的特征参数；另一个是模式识别，它的作用是根据提取的特征参数确定信号的调制方式。由于这种方法不需要一定的假设条件，可以实现信号的盲识别，比较适合于截获信号的处理，因此在实际的调制识别中，我们大多采用这种方法。目前统计模式识别方法在调制识别中可分为如下几种形式：
（1）基于过零点取样的调制识别方法；Hs ue 提出了利用信号过零点的时间间隔和相位差的直方图分类CW、MPSK和MFSK信号。（2）基于 AR 模型的调制识别方法；As s ale hlg 提出了利用 AR 模型提取信号瞬时频率和瞬时带宽作为特征参数实现数字调制信号的分类方法；LiuMing- quan 将AR模型提取的瞬时频率和瞬时带宽参数用于同时多个数字信号的调制识别；戴威将接收信号分成四大类：噪声，幅度调制，频率调制，相位调制，利用AR模型提取参数可实现80%的识别率。（3）基于小波变换的调制识别方法；K.C.Hol使用连续小波变换，第一次利用时频方法进行调制识别；N.P.Ta 用小波和小波包对 FSK、PSK、ASK调制方式的进行识别；K.C.Hol 利用信号的小波变换和信号幅度归一化后的小波变换实现 PSK、FSK、QAM 信号的调制分类；SangWoocho 使用连续时间小波变换和线性预测编码 LPC 对 BPSK、QPSK、FSK信号进行分类识别。
2 LOS误差识别与抑制方法
2.1实际信道环境对时差定位的影响
在实际信道环境中，如果辐射源和基站之间电波传播的视距传播（L0S）路径被建筑物阻挡，电波只能以反射、折射等非视距LOS 方式进行传播。采用TOA和TDOA技术对辐射源进行定位估计时，NLOS情况与有LOS 路径情形相比，TOA测量值中会产生一个正的附加超量时延，TDOA测量值中也会对应产生一个误差分量。将这种具有较大误差的TOA或MOA测量值应用于辐射源的定位估计，必然造成定位算法性能的显著下降，无法取得辐射源位置的最大似然估计，使估计位置出现较大偏差。
2.2一种抑制 TDOA估计中 NLOS误差的新方法
当主站和辅站都受到NLOS 影响时，NLOS 传播对TDOA测量引入的误差，是两个均值服从对数正态分布的随机变量的差，其值与MS和职的距离有关，当MS 距离主站近时，主站受到的NLOS 影响小，辅站受到的NLOS 影响大。同理，当辐射源离辅站近时几，是负偏的。当主站和辅站只有一个受NLOS 影响时，TDOA测量值也存在正偏和负偏问题。该问题和TOA中的超量时延，只是正偏不一样，如果能够将TDOA测量值的正偏或负偏修正到零偏就可减轻NLOS 的影响。
3软件无线电的关键技术
3.1宽带智能天线技术
作为软件无线电硬件出入口，对于理想的无线电系统，天线应该覆盖要求的所有无线通信波段。目前技术无法达到相应要求，但人们可采用组合式多频段天线，来尽量弥补缺陷，因此使用宽带智能天线被看作能够实现多频段天线系统的最佳方案。随着科技发展，很快 RF 微型机电系统，是一种高度小型化的器件，这种器件的研究成功，可使宽带实现可重构天线的设计方案成为可能。通过软件无线电以及智能天线相互渗透、相互促进的作用，可在将来无线通信中得到广泛应用，也会使得这种技术得到推广，将在其他无线电技术领域达到科技创新的最终目的。
3.2高速数字信号处理部分
此部分包括基带处理、调制解调以及数字上下变频等方面。其中分为解扩和解跳在内两部分，这部分功能在于可实现对单片可编程器件要求更高，使得各器件能够更好地结合在一起，以至于完成更多功能。若在单片可编程器件无法满足处理能力时，可用多个芯片并行处理的方式，提高运算能力来解决此问题，需要注意的是，数字下变频中难点是数字下变频和滤波以及二次采样，还有分离所需要的信号等问题。
3.3高速A/D和D/A转换
软件无线电结构具有的基本特征，是对模数及数模转换器的要求很高，其中重要的是采样速率以及采样精度。所以对于A/D和D/A转换器而言，安装位置至关重要，近射频端。此特性也直接反映软件的软化程度。如果 AD/变换器的动态范围在100～120dB之间，同时最大输入信号频率在1-5GHz 之间，就会符合理想的软件无线电标准。然而采样速率是由信号带宽决定的，所以采样速率一般要求在信号带宽的2. 5倍以上。此外通过采取多个A / D并联使用的方法，达到进一步提高器件性能的目的。
4结束语
软件无线电的提出与发展，标志着无线通信的发展从硬件到软件的飞跃。它的灵活性体现在它可以按照需要任意改换频率、改变调制方式和和接收不同类型的信号以适应各种体制和协议。采用基于同一硬件安装不同的软件模块来实现不同性质通信功能的设计思想，利用软件无线电技术实现的具有多种工作方式的手机，不仅可以和现有的移动通信网互连，而且可以和卫星等其它移动通信网互连。随着计算机、微电子及智能天线技术的发展，软件无线电必将成为21世纪无线电通信领域的核心技术。
参考文献：
[1]高志成，肖先赐.宽带数字下变频的一种高效实现结构[J].电子与信息学报， 2001， 32.
软件无线电范文第6篇
1.1软件无线电技术与传统无线电技术的区别
软件无线电与软件控制无线电的区别在于软件无线电是开放并且标准化的，因此研究更加容易也更加灵活，设备具有的功能不再主要依赖系统的构架和硬件，转而开始依赖软件环境，通过改变软件来改变功能，使得系统、功能的升级或是不同系统间的兼容变得更加简单，升级换代所需要的时间大大缩短。而数字无线电主要依赖于硬件和系统结构的发展，使得环境更加封闭，不利于推广交流，一旦出现问题，需要花费相当多的人力、物力以及时间。
1.2软件无线电技术硬件平台解析
软件无线电是一个标准化、开放式的平台，以硬件作为基础，将编写好的指令预先录入，用以操纵硬件进而实现尽可能多的无线通信功能，可以通过改变软件的方式改变软件无线电所具有的功能，并可因此减少硬件模块的数量和复杂程度，所具备的灵活性、集中性、维护性无可比拟。一个典型的软件无线电需要以下的硬件系统：射频、中频、基带、信源、信令，软件部分则为数字信号处理器（DSP），DSP通过录入程序，可以对带宽、频率、调制模式、信源解码等进行控制，因此DSP处理性能的强弱直接影响通信功能的数量和质量。通过录入程序，DSP控制各个系统，实现无线电软件具体化。
1.2.1天线
天线是保证信号的基础，理论上天线最好应该能覆盖全部的通信频段，但在实际应用中，并不能做到覆盖如此多的频段，更多的时候需要能保证完美适配软件所需的、线性性能较好的频段，使用组合式多频段天线，通过测试自动寻找干扰较小，流量宽松的频段，因此就有多频段天线和宽带天线，其二者都可以为软件无线电技术提供信号的保障，而区别主要在于多频段可在分离的不同频段上工作，而宽带则意味着是连续的宽频。而调频、信号接收、算法优化仍然是天线在无线电技术中的关键。
1.2.2A/D、D/A转换器件
由于在输入和输出之间既有模拟信号型号又有数字型号，而DSP作为数字信号处理器更加适合处理数字信息，因此在射频天线与DSP之间需要模数变换器（A/D）及数模变换器（D/A）形成具有A/D-DSP-D/A基本模型的硬件平台。目前大多数低功耗的的A/D还不能做到同时满足速率和采样率，因此在适当的环境下会使用多条ADC。同时为了加快处理速度，使用多频段的宽带天线和智能天线，并将A/D、D/A变换尽可能地靠近射频天线端口，将原来的基带移至中频，如果满足条件甚至可以移至射频，由于把A/D转换尽可能的向天线段靠近，因此对模拟与数字之间来回变换的还原度要求很高。如何减少信号损失是关键的技术。
1.2.3数字信号处理器（DSP）
DSP是整个软件化的硬件核心，相当于PC上的CPU。由于软件化，在A/D变换后的所有处理都用DSP所编入的软件编程来实现，其中包括滤波、变频、数据处理、解调、解码、等工作，这对DSP的计算能力提出了一定的要求，尤其是一些大流量且要求高速的工作环境，比如DDC（包括数字下变频、二次采样和滤波），一个低性能的DSP几乎无法完成任务。而对于高速信号的处理，这部分需要完成的工作有调制解调、处理比特流、编译、基带处理。由于容易出现瓶颈，故在需要高性能时可以通过多路DSP并行解决。
1.2.4中频处理
中频处理技术用于基带与中频之间信号的变换，中频处理能力需求主要在于频率变化的程度和滤波的复杂程度，而在未来，可能可以做到基带与射频进行直接的信号沟通。
1.3实时操作系统及软件算法优化
算法是编程的灵魂，光有性能而没有一个良好的算法予以支持只会白白浪费处理器的性能，而软件能给整个系统一个完整的平台。软件的优势是灵活、定制化容易，因此应针对不同的通信模式，开发出专门的软件环境，保证DSP处在一个优良的处理环境，最大限度的发挥DSP的性能，并在实践过程中不断改善算法，完善系统，适应新的技术，新的功能模块，提供更高效的服务而这也是软件无线电的核心竞争力之一。
2软件无线电技术的应用
无线电具有功耗低，体积小的优势，因此能在便携设备上运行，同时还可运用在复杂场所，降低硬件量，减少维护工作量，因此使用范围非常广泛，从军事到民用，从医疗到教育都有适合它们发挥的场所。
2.1软件无线电技术在军事上的作用
2.1.1电子战
软件无线电所具有的新概念，新思想在军事中有着广泛的应用，首当其冲的就是电子战。电子战频段宽，信号种类多，而且主要以被动为主要工作模式。以往的电子战都是以几种信号为目标进行战略设计，而如果敌方的信号的特征或者传输方式发生改变，那么就需要重新设计，部署。效率不足，不仅需要更多的经济预算还很有可能延误战机，而软件无线电可以通过改变软件来改变工作模式，提升效率降低成本，软件无线电的下一步认知无线电则可以对此进行智能化搜索和对应，可以看见未来的电子战都在往这个方向发展。
2.1.2雷达
雷达对于军事的作用和价值无需多言，而不同单位、不同作战设备工作方向不同，使用的雷达也不同，而不同的雷达对于信号、载波、频宽、解码等都有不同的要求，如果能使用软件无线电，则可以大大降低后勤部门的补给压力，同时一旦被解密，也可以通过更换软件的方式保护数据和通信的正常交流。
2.1.3软件无线电技术在卫星通信上的应用
卫星通信的覆盖范围广，技术更加先进。但由于多采用复杂、种类繁多的硬件，使得其维护的成本高，而且效率低，已经不能很好适应当今飞速的高速科技发展的步伐，而软件无线电技术则可以小型模块化，把一个大而复杂的整体拆分成多个小型化、模块化的系统，降低维护成本，发现和解决问题也可以更加快速。而在加入了软件无线电技术以后，可以做到在不改变原有功能的基础上减少系统运行的成本，而且升级方式简单，也更加灵活。
2.2软件无线电技术在民用技术领域的作用
2.2.1移动通讯
移动通信是通信领域的一块大蛋糕，网络从最早的GSM，再到CDMA2000、TD-SCDMA和WCDMA，如今已经发展到了4G，即FDD-LTE和TDD-LTE，这么多代的升级已经发现了一系列的问题：2G、3G、4G的基站设备，不同制式的网络受限于硬件壁垒导致网络互不兼容，通信标准不一致，灵活度差，客户使用感受度差。而在未来的LTE-A则有可能进行统一和兼容，因为软件无线电技术的加入，使系统更加的实用和灵活，增强与2G，3G移动通信的兼容程度，通信行业竞争异常激烈，而提升用户体验并降低成本方为上策，软件无线电技术简直可以称得上是量身定做的解决方案。
2.2.2小区的维护管理以及智能化升级
小区内配套设施完善，集成度高，而且人口密度大，财产价值高，所以对于小区的经营管理非常重要。而如果使用采用软件无线电技术的设备对小区进行监控管理，首先可以节约大量的人力物力，其次未来小区升级智能化（人脸识别门控、自动报警、信息上传等）也相当容易，无须对核心部件更换，仅需要更换软件，同时采用无线模式，无需再次打孔穿线，方便施工。可谓完美的小区生活管理助手。
3软件无线电技术的发展趋势
3.1国际通用使用标准
软件无线电技术本身是标准化和开放化的，相对于过于的模式兼容性强可扩展性好，十分适合作为国际通用的使用标准。很多合作伙伴都可以对此技术进行合作开发，得到属于自己的系统，针对性强，定制程度高，资源利用效果好。
3.2增强自适应频谱管理
大多数的国家和敌区，频谱资源都已经永久分配，但是由于不能主动调频，因此很多的频谱实际利用率并不高，而软件无线电和认知无线电通过ASM可以优化空中接口，进行探测、分析，自动改变频谱、发射功率，跳转到较为空闲的频段，充分利用有限的资源，在当前不能扩大总频段的频段使用范围之时，这项技术大大的提高了资源利用率，对于移动终端无线上网的意义非常重大。
3.3扩大通信产业的影响力
每一次的重大理论技术进步都会让相关基础产业带来质的飞跃，软件无线电技术同样如此。软件无线电技术的潜在利益会体现在不同价值链的不同层次场合上。软件无线电技术让产业的进步标准由硬件转变成软件，发展更加迅速，而软件的产出速度与硬件不在一个层次，因此可以变相提高企业的整体进步步伐，从原来的5年一换到现在的智能化升级，无时无刻都在搜集数据，分析，应对，升级。对于其他的产业同样如此。
3.4物联网的基石
物联网的口号是每一个物体都有自己的标志。通过物联网，可以使用手机操作、监控、管理家中的各个家电，而这一切都需要以无线网络为基础，而软件无线电就是基础，软件无线电将更多的向物理空间上的延伸，使得物理空间物体有灵魂，更加智能化，更加可联系化，产品不再是单独的一个产品，而是一个局域网络其中一个点。而这已经开始改变目前各个行业的赢利点，未来的企业将会把重心向软件化转移和倾斜，拥有自己的软件核心技术是立足在当前信息化浪潮的资本。
4结束语
软件无线拥有的开放、标准、灵活、更新速度无可比拟，推动了移动通信的迅猛发展，因此势必会吸引越来越多的产业去发展、吸收、应用。而软件无线电技术的下一代认知无线电也已开始推广。当一个产业由硬件发展转向软件发展时，发展与推广的速度就将获得大大的提升，我们需要把握和享受新技术在生活中带给我们的方便，并满怀感激的像下一技术进发。
软件无线电范文第7篇
【关键词】 数字广播 软件无线电技术
一、数字广播的概念和特点
正如我们每天所看到的电视节目就是从电视台通过数字信号的形式进行制作、传输、 播放等步骤，这样的形式我们称之为数字广播 .数字广播又分为三种，分为地面数字广播、卫星数字广播、网络数字广播。
（一）数字音频广播。数字音频广播是起源于20世纪60年代，表征着数字信息在我国的开始得到应用和发展，它采用了数字编码、数字调制等技术实现对广播的数字化，而且产生的效果要比模拟信号强上数百倍，取得的效果显而易见，正是由于这种质量的提升才使得数字信号的应用更加的被大众所接受，而且需求比较大，所以使得其不仅仅提供音频服务，同时向其他的媒体产业提供服务，这种广播也渐渐的成为世界上发展的潮流。
（二）数字电视广播。数字电视广播是在数字音频广播出现后产生的新型广播技术，它起源于20世纪70年代，随着数字化电视广播的不断发展，衍生出了电视节目的录制，发射和接收，也就是我们现在看到的数字电视，这是一个全新的技术，它具有一些特殊的优势，比如说抗干扰能力强、频率资源利用率高等，数字电视的发展是在原有的模拟信号电视的基础上改进的，数字信号电视的发展好坏在很大程度上关系着这个国家数字广播电视产业的发展程度，也标志着这个国家数字技术水平，所以说要重视数字电视的发展，同时也要最大程度上的汲取新的技术手段来不断地完善该技术。
（三）网络广播。网络广播在我们目前的生活中占据了很大一部分比例，扮演着不可替代的角色，网络广播在近几年发展的势头较为迅猛，这和它所具有的特点有很大的关系，首先占用的资源比较少，开办的门槛比较低，这也是它迅速发展的重要因素之一，另一方面，也正是由于这种原因导致了市场上缺少真正的专业人才，所以视频制作也是很难找到让观众津津乐道的好视频，所以一些网站在商业上也是非常的慎重。
二、软件无线电技术
（一）软件无线电技术的概念
软件无线电技术的基本概念是将开放的，通用的，可扩展的硬件作为无线通信的作用平台，通过这个平台实现更多的无线和个人通信功能，尽可能多的来实现应有的价值。如果要是将无线通信的各种功能都用软件来代替，应该注意一些可能发生的状况。
1. 软件无线电技术同样需要硬件，并不是不需要，而是将硬件作为了一个平台，将这个平台模板化，分为更多的形式来进行体现，一个典型的软件无线电平台是有模板化这样的体现，它可以将这个平台分为很多的版块，比如把硬件单位划分为射频、中频和基带等层次，在各个层次之间通过总线来进行连接来实现各个层次之间的联系。
2. 软件无线电并非软件控制得数字无线电，这两者存在着很大的区分，二者的最终目的不相同，软件无线电技术的最终目的则是通过软件实现各种功能从而达到通信系统摆脱硬件系统的束缚，使系统的升级或者改进都是非常的方便，各个系统之间的联系也更加的紧密。但是数字无线电并不能做到这一点，它只是通过自己的各个功能来使硬件与系统之间的联系更加地相互依赖。
3. 软件无线电技术面临的首要问题就是对工作频带内的信号进行数字化，目前由于技术的限制，还无法在射频阶段进行对信号进行数字化处理，在目前的水平内可以再中频阶段进行信号的处理。
三、软件无线电技术在数字广播中的应用
随着科技高速的发展，软件无线电技术正在改变人类的广播通信的传统形式，在软件无线电技术和数字广播中它的基础方式就是数字信号的处理。数字信号的处理可见占据很重要的地位，它包含了数字的信号处理和数字系统，在这些年以来，数字信号的处理已经取得了飞速的发展，已经能够应对比较复杂的运算，甚至能够运算复杂的模拟信号，另外，使用数字信号处理具有很大的优势，首先我们可以发现它具有很大的灵活性，为了实现不同的用途，达到不同的功能，我们可以很随意很简单的就把一个数字信号系统通过软件进行升级，从而达到我们的目的。另外它还具有可重复性，一个系统它能很精确的进行复制。此外它还具有复杂性，它可以完成语音识别和图片压缩这些功能且在便携的装置上完成。另外它还可以完成一些数字信号算法，更重要的一点是它的稳定性特别好，有很好的可靠性，所以它不会出现因为元件的老化而出现数据漂移的状况。
在数字广播的发展历程中，软件无线电技术无疑是给它注入了新鲜的血液与活力，我们可以了解到软件无线电是基于总线连接方式的模块，每一个模块除了具有处理单元和存储单元外，还应具有总线接口单元，所以软件无线电的硬件平台具有一些优点：
（1）它具有很高的灵活性，它含有很多的不同的功能模块，正是由于这些不同功能的模块，所以通过它们之间的不同组合就得到了不同的系统，用来完成不同的工作。
（2）它具有开放性，软件无线电采用了标准的总线接口方式，在进行组装的时候它不必采用一定厂家的生产，少了很多的束缚，只要是能够符合国家规定的标准即可，这样就大大的缩短了生产的周期，同时也由于这种开放性，也大大的降低了投资的风险性。
（3）它在进行功能扩展的时候比较方便，由于各个模版之间联系不是很大，所以它在增加或者减少功能的时候对其他功能产生的影响微乎其微，这也大大提高了稳定性。 在我们的工作中也能减少很多的不必要的麻烦。
四、结 语
在这个信息化高速发展的时代里，数字广播扮演者不可替代的作用，而软件无线电技术作为数字广播中的新鲜血液，还需要我们付出很多的努力去将这两者进行融合交汇。数字广播充斥着我们生活的各个角落，在这样的潮流和趋势下我们必将努力的顺应时代的发展，不断地去汲取新的技能去充实着自己，同时也会将这些新兴的技能融入到我们的应用中去，就好比数字广播中的软件无线电技术，虽然过程会很艰辛，但是我坚信，通过我们的不断努力，软件无线电技术在数字广播中的应用必将是一条康庄大道。我们也充满信心的迎接这个时候的到来。
参考文献：
[1] 张公礼著.全数字接收机理论与技术[M]. 科学出版社， 2005
[2] 杨小牛等著.软件无线电原理与应用[M]. 电子工业出版社， 2001
[3] 万旺根，余小清编著.信息与编码理论基础[M]. 上海大学出版社， 2000
软件无线电范文第8篇
关键词：软件无线电；数字信号处理；调制解调；数字广播；世界数字广播
软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的，其基本思想就是将宽带A/D/A变换器尽可能地靠近天线，将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性
1 用软件无线电技术实现卫星控制平台
传统的卫星测控平台存在着性能不完善，调制方式、副载波、码速率组态不灵活，体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台，通过注入不同的软件，实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变，应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。
软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。随着A/D/A器件与DSP处理器的迅速发展，使得软件无线电技术广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。
用软件无线电技术实现卫星控制平台包括软件无线电通用平台的DSP技术和DSP实现信号调制和解调。其中软件无线电通用平台的DSP技术又包括 TMS320C6701 DSP芯片，DSP技术在软件平台中的应用，调制器与解调器。DSP实现信号调制和解调又包括信号调制，信号解调。
软件无线电通用测控平台是卫星测控平台发展的方向，可以很好地解决原来平台开发成本高、周期长、通用性差的问题。以新一代DSP芯片TMS320C6000作为软件无线电平台的核心，可以很好地满足需要，且有较大的冗余度，利用升级。
2 用软件无线电技术实现数字调幅广播系统
数字广播是继调幅广播、调频广播之后的第三代广播方式，它的出现标志着广播系统正由模拟向数字体制过渡。目前比较成熟的数字调幅广播（DAB）技术被认为是近期发展的重点，基于软件无线电技术的DRM系统，该系统就可以实现从当前的模拟广播到数字广播的平滑过渡。
从20世纪二十年代开始，商业广播先后在美、苏、英、德、法、中等国开播，在此后的近百年时间，广播作为重要的传媒工具，受到各国的重视。广播无后经历了中波调幅、短波调幅、调频、调频立体声几个阶段。
尽管调幅广播的带宽只有9kHz或10kHz，音质无法与调频立体声相比，但是由于调幅广播发展时间最久，全球标准统一，在任何地方购买的收音机在全球各地都能使用，接收工具简单，而且可以方便地进行室内、外的便携接收与车、船中的移动接收。因此至今它仍然是世界上使用最广泛的广播媒体。
由于调制广播的竞争，音、视频数字化的发展，传媒手段的多样化和九十年代开始的全球数字化浪潮，使许多广播机构认识到，调幅广播必须数字化才能适应竞争日益激烈的传媒环境，纷纷开始了数字调幅广播的试验。
目前，欧洲和北美的一些国家均研制了DRM接收设备，这些接收设备更接近于专业接收设备，主要采用计算机插板方式，绝大多数的解调、解码工作均由基于DSP和计算机CPU的软件完成，它们具有便于软件更新，可以方便适应不同标准和新业务，便于在线测试，可以方便地使用各种分析工具等优点。
我国在数字广播领域与国际完全同步，国内已经有了类似的产品，水平与国外产品没有明显的差距。
DRM系统已基本成熟，即将进入实施阶段。但是，一项新技术能否在全球推广，技术本身的先进性与可行性虽是前提，却远非决定因素，市场条件和消费者的接受程度十分关键。历史上已经有不少成功的经验与失败的教训，DRM也把实施问题看作为严重挑战。为使DRM取得成功，需要处理好三个关键性因素，即广播机构/网络运行者、接收机制造商与听众之间的关系。
为软件无线电技术载体的软件无线电电台是“用软件定义波段、调制方式、信号波形的电台。信号波形由数字信号采样产生，用宽带的数模转换器转换成模拟信号，可能还要由中频上变频到射频。类似地，接收机使用宽带的模数转换器获得该软件无线电电台节点所有波段的信号。接收机用通用处理器上的软件完成信号的提取，下变频和解调。”（约瑟夫・米托拉给软件无线电电台做的定义。）
理想的软件无线电电台应该拥有在全频带工作的能力，具有极大的灵活性，任何功能的改变或增加都可以通过软件升级来完成。由于实际条件的限制，比如宽带前端射频模块的性能不够理想、宽带A/D/A的工作带宽和采样速率有限、DSP的处理能力不足、总线数据受限等，导致在目前的技术条件下无线实现上述理想软件无线电系统。为了使得软件无线电技术可以应用于实践，就在理想软件无线电系统的基础上增加了若干限制条件，使得软件无线电牺牲了一些灵活性，换来了可实现性。
软件无线电技术一经提出就被认为是无线电领域的一场革命，近年来“软件无线电”的思想已经渗透进入了仪器仪表、自动控制、信号处理等诸多领域。我国在这一领域的研究也得取了显著的成果。
将软件无线电技术与数字广播技术结合在一起，对于数字广播技术发展和数字广播设备的推广具有巨大的推动作用。
参考文献
[1].郭彩丽，张天魁，曾志民，等.认知无线电关键技术及应用的研究现状[J].电信科学，2006（8）
[2].王翔.无线通信技术发展分析[J].通信技术.2007
[3].杨小牛.从软件无线电到认知无线电，走向终极无线电一无线通信发展展望[J].中国电子科学研院学报，2008， 2（01）
软件无线电范文第9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:
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软件无线电范文第10篇
关键词：数字广播软件无线电世界数字广播（DRM）DAB
1数字调幅广播技术的发展
1.1广播技术的发展
从20世纪二十年代开始，商业广播先后在美、苏、英、德、法、中等国开播，在此后的近百年时间，广播作为重要的传媒工具，受到各国的重视。广播无后经历了中波调幅、短波调幅、调频、调频立体声几个阶段，表1罗列了部分国家的广播发展情况。
表1世界主要国家的广播发展情况
中波短波调频调频立体声
美国192019421941/
苏联1922192919461960
英国192319381955/
法国1923193619501954
德国1923192919491958
中国1923193419741979
日本1925193519571969
1．2调幅广播的优势
尽管调幅广播的带宽只有9kHz或10kHz，音质无法与调频立体声相比，但是由于调幅广播发展时间最久，全球标准统一，在任何地方购买的收音机在全球各地都能使用，接收工具简单，而且可以方便地进行室内、外的便携接收与车、船中的移动接收。因此至今它仍然是世界上使用最广泛的广播媒体。
短波国际广播则由于在国际交往中的极端重要性与最适合对象为财力处于中下层的听众，所以各国仍继续大量投资支持短波业务。
今天，世界上有160多家国际广播电台在进行着无形的“星球大战”。美国之音（VOA）的一项研究甚至认为：未来40年没有其它媒体能以相同的优点替代。据统计，全世界现在已有3333座短波发射台，12590府中波发射台，25亿台调幅收音机，其中7亿台可收短波广播。
1.3DRM的产生
由于调制广播的竞争，音、视频数字化的发展，传媒手段的多样化和九十年代开始的全球数字化浪潮，使许多广播机构认识到，调幅广播必须数字化才能适应竞争日益激烈的传媒环境，纷纷开始了数字调幅广播的试验。
德国电信（DT）从1994年11月开始进行数字中被广播的试验。法国汤姆喀斯特（Thomcast）公司则从1995年起斥巨资进行数字调幅广播系统的开发，并从1996年6月起演示了它的天波（SKYWANE）2000系统，到1998年4月，研制中的数字调幅广播系统已至少有6个。
1994年，电联曾要求各成员国提出数字系统的建议，并建议建立一个世界性的集团以评估不同的方案，最终提出单一的建议由电联推荐各国使用，由此诞生了DRM。DRM的全称是DigitalRadioMondiale，其中Mondiale为法文，即“世界数字广播”集团（Consortium）。DRM于1998年3月在中国广州宣告成立。到2002年2月，DRM已有来自27个国家的正式会员（Fullmembers）47个，和非正式会员（Associatemembers）25个。
1.4国内外数字调幅广播技术发展情况
目前，欧洲和北美的一些国家均研制了DRM接收设备，这些接收设备更接近于专业接收设备，主要采用计算机插板方式，绝大多数的解调、解码工作均由基于DSP和计算机CPU的软件完成，它们具有便于软件更新，可以方便适应不同标准和新业务，便于在线测试，可以方便地使用各种分析工具等优点。同时具有体积大（一般需计算机，也有较小的），功耗大（普通干电池无法满足工作），不兼容原有设备等缺点。客观地讲，这些设备只能算作实验性质的设备，不具备投放市场的能力。
我国在数字广播领域与国际完全同步（DRM集团在我国成立足以说明），国内已经有了类似的产品，水平与国外产品没有明显珠差距。
图2
1.5DRM技术发展的机遇与挑战
DRM系统已基本成熟，即将进入实施阶段。但是，一项新技术能否在全球推广，技术本身的先进性与可行性虽是前提，却远非决定因素，市场条件和消费者的接受程度十分关键。历史上已经有不少成功的经验与失败的教训，DRM也把实施问题看作为严重挑战，还把影响国家或地区一级启动新技术的因素归纳为以下几点：①技术变更的步伐；②进口或出口控制；③市场成熟性；④财富或个人可支配的收入（PDI）；⑤法规；⑥消费者是否是新技术的早期采用者。
为使DRM取得成功，需要处理好三个关键性因素，即广播机构/网络运行者、接收机制造商与听众之间的关系。可以列出以下的实话依赖关系表（见表2）。
表2实施依赖关系表
参与者依赖性关键推动者
广播机构/网络运行者接收机可用性听众市场频谱可用性
法规协议
发射机可用性
接收机制制造商内容可用性听众市场低知识产权费用
市场规模
广播机构签约承担义务
芯片组可用性
听众接收机可用性内容可用性信息的需要
接收机的费用
明确的独特销售点
1．6DRAM在我国发展的前景
我国是AM广播的大国，新世纪开始实话的西部创新工程还将进一步扩大AM广播的规模，提高广播覆盖率与改变边远地区空中秩序。
1998年的广州会议已注意到了中国这样的大国不容易由调频（FM）广播覆盖（注：中国的陆地面积与欧洲大致相当，比美国本土大200万平方公里，中国最小的浙江省相当于比、荷、丹三国的总和，新疆则相当于三个欧洲大国德、法、西的总和），因而数字调幅广播具有很大的市场。由于许多重要的国际广播机构一直积极参与DRM的活动，今后这些机构很可能较早地开始数字化的短波国际广播，从而使他们的国际广播效果大大改善与具有良好的抗干扰性。
我国虽然从1997年起就一直关注与跟踪数字AM广播的发展，北京广播学院还进行了计算机模拟试验。但鉴于DRM很快进入实话阶段，美国开发与评价IBOCDAB技术有较大进展，日本也参加了DRM，因此应该更加积极地创造条件，早日在我国开展相应的实验室与现场测试，积累自己的数据（中国地形复杂，横跨寒、温、热三带，电离层条件也不同），并争取有自己的知识产权，还要利用作为国际电联与亚广联成员的条件和参加各种国际会议与相关活动的机会，积极了解国际新进展，调整与确定发展我国数字声音广播的方针政策与计划日程，积极维护中国在二十一世纪数字调幅广播领域的权益。
2软件无线电技术的发展
软件无线电技术是近年来新兴的一种技术，它最早由MITRE公司的约瑟夫·米托拉（Joseph.Mitola）在1992年5月“美国远程系统会议（NationalTelesystemsConference）”上提出。该项技术一经提出就在世界上产生了重大影响，受到了各方的高度重视。
软件无线电技术的核心思想是软件无线电技术将宽带的A/D变换器尽可能的靠近射频天线，即尽可能早的将接收到的模拟信号转化为数字信号，最大程度上通过DSP软件来实现通信系统的各种功能。图1为理想软件无线电系统组成框图。
作为软件无线电技术载体的软件无线电电台是“用软件定义波段、调制方式、信号波形的电台。信号波形由数字信号采样产生，用宽带的数模转换器转换成模拟信号，可能还要由中频上变频到射频。类似地，接收机使用宽带的模数转换器获得该软件无线电电台节点所有波段的信号。接收机用通用处理器上的软件完成信号的提取，下变频和解调。”（约瑟夫·米托拉给软件无线电电台做的定义。）
理想的软件无线电电台应该拥有在全频带工作的能力，具有极大的灵活性，任何功能的改变或增加都可以通过软件升级来完成。由于实际条件的限制，比如宽带前端射频模块的性能不够理想、宽带A/D/A的工作带宽和采样速率有限、DSP的处理能力不足、总线数据受限等，导致在目前的技术条件下无线实现上述理想软件无线电系统。为了使得软件无线电技术可以应用于实践，就在理想软件无线电系统的基础上增加了若干限制条件，使得软件无线电牺牲了一些灵活性，换来了可实现性。
考虑到DRM目前的牺牲性，为了减小研发的风险，可以考虑采用软件无线电技术研制发射接收设备，在目前模拟数字混合暑期可以兼容原有的模拟设备，随着社会的发展，当DRM技术成为主流技术时通过软件升级就可以将用于兼容的资源专用作数字广播质量的提升，从而最大限度的保护用户的利益。
3基于软件无线电技术的DRM系统
3.1DRM的主要标准介绍
2001年4月4日ITU已通过DRM的标准建议书为ITU-RBS.1514,2001年9月通过欧洲标准为ETSITS101980V1.1.1。单个调幅频道码率可达24kbps，双频道可达72kbps。在ETSITS101980V1.1.1标准中，主要规定了了频道使用模式、信源泉编码方式、复用情况、信道编码与数字调制方式等内容。
具体来说DRM信号有三种频道使用模式：半个频道、一个频道和四个频道。半个频道的模式可以用作模拟和数字同播，作为模拟和数字广播的平滑过渡的方法。信源编码推荐了四种方式：MPEG-4AAC（高级音频编码），MPEGCELP（刺激线性预测编码），MPEGHVXC（谐波矢量刺激编码），SBR（频带复制编码）。复用情况比较复杂，包括信道复用、帧复用、业务复用、数字复用等。信道编码与数字调制方式包括扰码生成多项式（x9+x5+1）、TCM编码方式采用删除卷级码与QAM调制结合的方式，交织深度分为短交织（交织长度为0.4s）和长交织（交织长度为2s），数字调制方式采用OFDM和QAM调制。
3.2国外同类产品（SKYWAVE2000）的性能
SKYWAVE2000采用的基本技术情况如表3所示。
表3SKYWAVE2000采用的基本技术情况
频谱适用波段LF、MF、HF
带宽选择复用
与现有范围的兼容YES
带外发射与发射机Tx有关
单频网络支持YES
频谱掩蔽在选定的带宽内为矩形
系统特性调制/信道编码TCM+RSOFDM/QAM（8、16、64、256）
混合/同播方式YES（DSB/VSB）
音频编码MPEG-2Layer3,在电路实施中等待MPEG-4
灵活性YES
交织深度长交织6.6s
短交织0.3s
比特率Min6kbps
Max36kbps
灵活性YES
发射机峰值/平均值功率比4-8dB(与工作模式有关)
SKYWAVE2000的数字编码与调制原理框图见图2。
3.3基于软件无线电技术的DRM系统接收机
鉴于广播的特点：带宽窄，一般为9kHz～10kHz；信号动态范围大，短波波段的动态范围高达120dB以上。在软件无线电电台选用实现方案方面必须予以考虑。根据文献[2]的论述，选择了基于中频采样技术的体系结构：在A/D/A与天线之间增加一个宽带变频模块，将全频带的信号变频为一个固定的中频，通过对该中频处理实现预定的功能。图3所示为中频采样软件无线电系统的组成框图。
3.4基于软件无线电技术的DRM系统发射机
由于广播自身的特点，相比于接收机，发射机的研制更为复杂。基于软件无线电技术的DRM系统发射机由三个较为独立的子系统：数字编码与调制子系统、模拟处理子系统和发射子系统组成，其组成框图及相互关系见图4。
数字编码与调制子系统主要负责数字信号处理和幅度、相位的计算；模拟处理子系统负责将I、O的基带复信号变换到无线发射频率的调相信号或幅相信号；发射子系统实现功率放大及信号发射。
图5
3.5基于软件无线电技术的DRM系统工作原理
基于软件无线电技术的DRM系统工作原理如图5所示：
图5中，信源编码、复用、能量分集、信道编码、交织、数字基带的OFDM映射部分的功能将在数字编码与调制子系统中利用计算机的处理器、DSP处理器以及专用芯片等通过软件编程来实现。而无线射频信号的生成、稳定载波的产生等模拟处理功能将在模拟处理子系统中通过DDS、I、Q调制器等技术或专用器件实现。
数字广播领域市场广阔，具有很好的发展空间，目前世界各个主要发达国家都在此领域投入了相当的人力、物力、财力。我国在这一领域的研究水平与国际同步，更不能放弃这一优势。
软件无线电技术一经提出就被认为是无线电领域的一场革命，近年来“软件无线电”的思想已经渗透进入了仪器仪表、自动控制、信号处理等诸多领域。我国在这一领域的研究也得取了显著的成果。