软件无线电研究背景与技术.doc

软件无线电研究背景与技术1传统模拟发射机现状与产生的问题2软件无线电发展概况3 软件无线电全数字发射机的基本结构未来宽带移动通信系统需要支持高速移动的多模式多频段宽带通信，移动通信技术的发展为生活带来方便的同时，多种通信体制并存、各种标准层出不穷对实现地域的漫游以及通信系统的兼容和继承造成了困难，以硬件为主的传统通信体制难于适应这种局面，这些新标准由于射频载波频率和调制方式不同而限制了各种设备的互通和兼容，造成了资金浪费和重复投入，这就需要一种多模式的移动终端来同时兼容现有和未来的多种通信制式。1992年5月Jeo Mitola提出的软件无线电12（SoftwareDefined Radio）的概念能够从根本上解决这些问题。软件无线电这一概念核心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。1传统模拟发射机现状与产生的问题 当代无线通信的系统很多，但由于各种不同通信系统的的工作频段、调制方式、波形结构、通信协议和原理不同，收发信机的软件结构差别也很大。蜂窝通信中根据蜂窝覆盖范围的不同可以将蜂窝分为：宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝，同一通信协议中，不同蜂窝对应的发信机的结构也大相径庭。 传统的收发信机都采用传统的二次上变频发射链路，这种链路在发射端时需要经过二次变频如下图1所示： 图1发射机结构上图1中所示基带信号经过DAC以后，通过滤波、放大，再调制到一个中频频率，然后二次上变频到射频频率。电路上主要器件有DAC、低通滤波器、中频本振、中频混频器、声表面滤波器、中频放大器、射频本振、射频混频器、射频放大器。需要大量的模拟器件从而导致电路结构十分复杂，占用面积大，不利于产品的集成化和小型化，采用传统的模拟二次上变频发射机结构已经不能满足用户对产品小型化，高度集成化等的需求。 2软件无线电发展概况 无线通信在现代通信中被广泛应用于商业、军事、民用等领域，各种无线通信的调制方式很多，诸如AM、FM、BPSK、QPSK、MPSK、QAM等。目前人们对于软件无线电的研究日趋深入细致，理论上已基本成熟，正在进行各种应用的具体实践。美国研制出的基于数字信号处理器软件可编程模块化多频段多模式并具有波形重新配置能力的电台Speakeasy（易通话）可作为软件无线电发展现状的代表。易通话第二期项目促进了创立于1996年3月的模块化多功能信息传输系统(MMITS)论坛的发展。MMITS的全球参与者包括法国的阿尔卡特公司、瑞典的爱立信公司、日本的东京大学、英国的奥林奇个人通信公司、芬兰的诺基亚公司、德国的罗德施瓦茨公司、韩国的三星电子公司和德国的西门子公司等等。国外通信界对软件无线电概念的提出，引起了国内同行的高度重视，我国也将软件无线电纳入了863计划，许多高校、科研机构都投入了大量人力、物力来研究。3 软件无线电全数字发射机的基本结构 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件的更新改变硬件的配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。理想软件无线电的组成结构如图2所示： 图2理想无线电基本结构软件无线电主要由天线、射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种软件组成。软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频带，例如1MHz2GHz，要求每个频段的特性均匀，以满足