無線電裝技術論文(2)
無線電裝技術論文
無線電裝技術論文篇二
軟件無線電技術初探
【摘要】軟件無線電技術是用現代化軟件來操縱、控制傳統的“純硬件電路”的無線通信，打破了長期以來設備的通信功能的實現僅僅依賴于硬件發展的格局。本文就從軟件無線電的優勢、軟件無線電技術在軍事通信和移動通訊中的應用三方面來對軟件無線電技術進行初步探析。
【關鍵詞】軟件無線電;軍事通信;移動通信
當今，通訊系統正由模擬體制向數字體制轉變，這為無線電通訊的發展創造了有利條件，但傳統的通過硬件設備改造升級來完成無線通信新技術改革的方法帶來了很多問題，限制了無線電技術的進一步發展，為了解決這一困境，軟件無線電應運而生，具有著傳統的硬件無線電通信設備所無法比擬的優勢。
一、軟件無線電的優勢
1.具有降低開發成本和周期的作用
傳統的無線通信系統在對技術和產品進行開發時，針對的只是單一的標準，從標準相對穩定到設計和開發專用芯片，再到產品設計和實現需要一年以上的時間，開發周期長，開發成本高，同時這種情況也導致標準制定過程中，許多新的技術都無法得到合理的應用，限制了新技術的發展和應用，也使商用產品和當時技術水平之間存在著較大的差異。而軟件無線電的應用，能為技術和產品的研究和開發提供一個新概念和通用無線通信平臺，在很大程度上縮短了開發周期，降低了開發成本，使產品能夠和技術水平同步發展。
2.具有優秀的可拓展性
軟件無線電技術具有非常優秀的可拓展性，主要體現在它能極其輕松地完成系統功能的拓展與升級，但是由于網絡無線電技術是以模塊化、通用化、標準化的硬件支持平臺為基礎的，所以它在硬件方面能夠拓展的空間并不大，其優秀的拓展性主要集中在軟件方面。
另外，軟件無線電技術也為系統的升級和拓展提供了便利，只需要對相應的軟件進行升級或者拓展就可以了，而且與改進和優化硬件相比，升級和拓展軟件要簡單得多;最重要的是，借助軟件工具可以根據實際需求來實現各種通訊業務的拓展。
3.具有極強的靈活性
軟件無線電技術具有可重配置性，從而在很大程度上增強了其靈活性。目前，從基帶信號到射頻信號已經實現了完全的數字化，這就使得軟件無線電技術可以通過更換軟件模塊來適應多種工作頻段和多種工作方式。
同時，良好的多頻段天線和可控制的多頻段和多功率的射頻轉換能力，使得軟件無線電對復雜的環境需求具有良好的適應性，可由軟件編程來改變 RF 頻段和帶寬、傳輸速率、信道接入方式、業務種類及加密方式、接口類型。
二、軟件無線電技術在軍事通信中的應用
無線通信之所以在現代通信中占據著重要的位置，與其設備簡單、便于攜帶、易于操作等特點是分不開的，也是這些獨有的優勢使其被廣泛應用于各個領域，以軍事領域為代表，它是各軍種、各部隊中必不可少的重要通信手段，
軟件無線電這個術語最初是被美軍提出的，當時正處于海灣戰爭時期，多國部隊各軍種進行聯合作戰時，在互通互聯的操作上遇到了難題，不僅通信互通性差，反映速度慢，而且寬帶太窄、速率也太低，使得聯合作戰的關鍵技術受到了嚴重的影響，由此美軍開始制定具體的計劃來研究基于數字信號處理器、軟件可編程、模塊化、多模式并具有波形重新配置能力的通用軟件無線電臺――易通話，此電臺幾乎具備了美軍所有使用過的電臺包括話音通訊電臺、數據通信電臺的所有功能，實現了不同種類無線電臺之間的通信。
軟件無線電臺從其誕生至今，已經成為能使不同國家或者說同一國家的不同軍種之間相互通信而沒有障礙的新技術。自20世紀70年代開始，可編程軟件無線電臺正式被列入研制項目中，目前已經取得了突破性的發展，有不少的數字式軟件可編程無線電臺已經被投入使用并且收效甚好。
另外，傳統的數字電臺以硬件為主，軟件無線電臺在許多關鍵技術上對其進行了改進，例如：對模數轉化器進行了改進，使其轉換率和動態工作范圍得到了大幅度的提升;對嵌入式處理器進行了改進，提高了其處理的速度和能力，使數字信號處理器能夠完成調制解調器的功能;對以編程技術為目標的技術進行了開發，使軟件的功能性獨立于基礎硬件之外。總之，隨著科技的迅速發展與進步，無線電臺將有望使軍用電臺獲得新的定義。
三、軟件無線電技術在移動通信中的應用
軟件無線電概念從提出至今，已經從最初的軍事領域開始向民用領域擴展，但是在民用通信方面卻存在著許多的問題，例如：新老通訊體制并存，增加了不同體制系統在互聯方面的復雜程度與困難程度;各種通訊設備大量涌現，使無線電頻譜擁堵情況越來越嚴重;傳統的以硬件為基礎的無線通信系統已經難以滿足新時代發展的需要。只有采用軟件無線電技術才能對這些問題進行有效解決，下面就從三方面來介紹軟件無線電技術在移動通信中的應用。
1.用于蜂窩移動通信系統
在蜂窩移動通信系統中，軟件無線電的發射與其他系統相比較，有所不同。
它在發射前，要先對可用的傳輸信道進行劃分，探測傳播路徑，對適合信道進行調制，將電子控制下的發射波束指向正確的方向，選擇合適的功率，做完這些才能進行發射。至于接收也同樣如此，它能對當前信道和相鄰信道的能量分布進行劃分，也能對輸入傳輸信號的模式進行識別，通過自我適應抵消干擾，對所需信號多徑的動態特征進行估計，對多徑的所需信號進行相干合并和自適應均衡，對信道調制進行柵格譯碼，然后通過FEC譯碼糾正剩余錯誤，最大限度的降低誤比特率
2.用于設計多頻多模的移動終端
對于不同的標準需要用不同的軟件來適應，需要通過軟件設置的調整來改變信道接入方式或者調制方式。
軟件無線電技術可以設計出靈活的通信終端，使不同制式的移動網絡能用同一部終端，不僅為用戶提供了極大的便利，也在一定一定程度上降低了運營商的成本，促進了移動通信技術的持續發展。
3.用于第三代移動通信系統
軟件無線電技術在第三代移動通信系統中的應用主要包括三方面：
(1)為第三代移動通信手機與基站提供了一個開放的、模塊化的系統結構;
(2)產生了各種信號處理軟件，包括：各類無線信令規則與處理軟件、信道糾錯編碼軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、調制解調算法軟件等;
(3)實現了智能天線結構，包括DOA在內的空間特征矢量的獲得、每射頻通道權重的計算和天線波束賦形。
四、結語
總之，軟件無線電技術有著傳統數字無線電所無法比擬的優勢，在將來的發展和應用上一定會越來越廣泛，特別是在第四代移動通信的普及和推廣道路上，軟件無線電技術一定會貢獻越來越多的力量。
參考文獻
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