軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用 - sdr技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

　　軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

　　軟件無線電技術(shù)廣泛應(yīng)用于無線電通信領(lǐng)域。具體如下：

　　蜂窩移動通信系統(tǒng)

　　在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，基站和移動終端采用軟件無線電結(jié)構(gòu)，硬件簡單，功能由軟件定義。射頻頻段、信道訪問模式及信道調(diào)制都可編程。在此系統(tǒng)中，軟件無線 電的發(fā)射與其它系統(tǒng)不同，它先劃分可用的傳輸信道，探測傳播路徑，進(jìn)行適合信道的調(diào)制，電子控制發(fā)射波束指向正確的方向，選擇合適的功率，然后再發(fā)射。接 收也同樣如此，它能劃分當(dāng)前信道和相鄰信道的能量分布，識別輸入傳輸信號的模式，自適應(yīng)抵消干擾，估計所需信號多徑的動態(tài)特征，對多徑的所需信號進(jìn)行相干 合并和自適應(yīng)均衡，對信道調(diào)制進(jìn)行柵格譯碼，然后通過FEC譯碼糾正剩余錯誤，盡可能降低誤比特率。此外，軟件無線電能通過許多軟件工具增加增值業(yè)務(wù)。這 些軟件工具能幫助分析無線電環(huán)境，定義所需的增加內(nèi)容，在無線環(huán)境下，測試由軟件開發(fā)增值業(yè)務(wù)的樣板，最后再通過軟件或硬件開放該增值業(yè)務(wù)。

　　智能天線

　　智能天線最初用于雷達(dá)、聲納及軍事通信領(lǐng)域，由于價格等因素，一直未能普及到其它通信領(lǐng)域。近年來，數(shù)字信號處理技術(shù)迅速發(fā)展，數(shù)字信號處理芯片的處理能 力不斷提高，芯片價格已可接受。同時，利用數(shù)字技術(shù)可在基帶形成天線波束，取代了模擬電路，提高了天線系統(tǒng)的可靠性和靈活程度。在我國的TD-CDMA方 案中，基站采用智能天線技術(shù)，利用數(shù)字信號處理技術(shù)識別用戶信號到達(dá)方向，形成天線主波束。

　　引入空分多址（SDMA）方式后，根據(jù)用戶信號不同的空間傳播方向，提供不同的空間信道。采用數(shù)字方法對陣元接收信號加權(quán)處理，形成無線波束，使主波束對準(zhǔn)用戶信號方向，干擾信號方向形成天線方向零缺陷或較低的功率增益，達(dá)到抑制干擾目的。 使用智能無線的優(yōu)勢在于：（1）無線波束賦形的結(jié)果等效于提高天線的增益；（2）天線波束賦形后，可大大減少多徑干擾；（3）信號到達(dá)方向（DOA）提供 了用戶終端的方位信息，用于實現(xiàn)用戶定位；（4）用多個小功率放大器代替大功率放大器，降低了基站成本，提高了設(shè)備可靠性。

　　多頻多模手機(jī)

　　在歐洲的ACTS FIRST項目中，將軟件無線電技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計多頻/多模（可兼容GSM、 DCS1800 、 WCDMA 及現(xiàn)有的大多數(shù)模擬體制）可編程手機(jī)。它可自動檢測接收信號，接入不同的網(wǎng)絡(luò)，而且能滿足不同接續(xù)時間的要求。軟件無線電技術(shù)可用不同軟件實現(xiàn)不同無線電 設(shè)備的各種功能，可任意改變信道接入方式或調(diào)制方式，利用不同軟件即可適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成多模手機(jī)和多功能基站，具有高度的靈活性。

　　它的出現(xiàn)，使通信的發(fā)展經(jīng)歷了由固定到移動，由模擬到數(shù)字，由硬件到軟件的三次變革。軟件無線電技術(shù)正越來越廣泛應(yīng)用于移動通信領(lǐng)域，在第二代移動通信系統(tǒng)向第三代移動通信系統(tǒng)過渡過程中，軟件無線電技術(shù)將發(fā)揮重要作用。

　　衛(wèi)星通信

　　在當(dāng)今通信領(lǐng)域中，衛(wèi)星通信是最重要的通信方式之一。但是，由于目前衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)備種類繁多，設(shè)備管理和維護(hù)工作復(fù)雜，使得衛(wèi)星通信系統(tǒng)更新?lián)Q代周期 長，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代高科技的發(fā)展步伐。而軟件無線電以其軟件定義功能和開放式模塊化結(jié)構(gòu)的技術(shù)思想能很好地解決衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在的問題，因此，研究具 有軟件無線電特征的衛(wèi)星通信系統(tǒng)是很有意義的。

　　在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)功能主要指多址方式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)協(xié)議和通信業(yè)務(wù)等；而設(shè)備功能指接口標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)制解調(diào)方式、信道編碼方式、信源編碼方式、信息速 率、復(fù)用方式等。軟件無線電技術(shù)思想就是采用先進(jìn)的技術(shù)手段，使得上述功能可以用軟件來定義。通過友好的人機(jī)界面，人們可以在不改變硬件設(shè)備的情況下實時 地改變通信系統(tǒng)的功能，從而使該系統(tǒng)能適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境，因而具有很強(qiáng)的適用性和靈活性。 考慮到衛(wèi)星通信頻帶寬，信息速率高且變化范圍大的特點，在目前的計算機(jī)技術(shù)水平上，如果設(shè)備功能全由軟件來實現(xiàn)，由于軟件的逐條運行指令的特點，即使采用多處理器來協(xié)同運算，也無法實現(xiàn)高信息速率下的實時處理，使其在衛(wèi)星通信中的使用范圍受到了限制。

　　綜合上面的分析，可采用下面的設(shè)計思想是在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中應(yīng)用軟件無線電思想的一種切實可行的方案。

　　1. 設(shè)備進(jìn)行模塊化設(shè)計，各模塊分別提供具有控制功能的軟件接口。

　　2. 在各模塊的設(shè)計上采用軟硬件結(jié)合方式，合理配置軟硬件負(fù)載，盡量多設(shè)計智能化的硬件子模塊（如數(shù)字上/下變頻器、可編程數(shù)字濾波器等）和采用商品化的可編程專用芯片（如 Viterbi 譯碼器、DDS等），以減少軟件負(fù)擔(dān)。