軟件無線電的發展

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2021年7月7日11:20:22 評論 28,748 1700字閱讀5分40秒

軟件無線電的發展

軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)無線(xian)電技術(shu),顧名(ming)思(si)義是(shi)用現(xian)代(dai)化(hua)軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)來操縱(zong)、控制(zhi)傳統的(de)(de)“純硬(ying)件(jian)(jian)電路”的(de)(de)無線(xian)通信。軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)無線(xian)電技術(shu)的(de)(de)重要價值在于:傳統的(de)(de)硬(ying)件(jian)(jian)無線(xian)電通信設備(bei)只是(shi)作為無線(xian)通信的(de)(de)基本平臺,而(er)許多的(de)(de)通信功(gong)能則是(shi)由軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)來實(shi)現(xian),打破了有史以來設備(bei)的(de)(de)通信功(gong)能的(de)(de)實(shi)現(xian)僅僅依賴(lai)于硬(ying)件(jian)(jian)發展的(de)(de)格局。

隨著移動通(tong)(tong)信(xin)(xin)的(de)(de)發展(zhan),從(cong)20世紀90年(nian)代初開(kai)始(shi),軟件無(wu)(wu)線(xian)電(SoftwareRadio)的(de)(de)概念開(kai)始(shi)廣泛流(liu)行(xing)起(qi)來(lai)(lai)。由于(yu)多種數(shu)(shu)字(zi)(zi)無(wu)(wu)線(xian)通(tong)(tong)信(xin)(xin)標(biao)(biao)準(zhun)共存,如GSM、CDMA-IS95等,每種制式(shi)(shi)對(dui)其手機(ji)都(dou)有(you)不同(tong)的(de)(de)要求,不同(tong)制式(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)手機(ji)無(wu)(wu)法互連互通(tong)(tong)。為了解決這個(ge)問題,軟件無(wu)(wu)線(xian)電方案提(ti)出將(jiang)2MHz~2000MHz的(de)(de)空(kong)中(zhong)(zhong)信(xin)(xin)號(hao)(hao)全部收(shou)下(xia)(xia)來(lai)(lai)進(jin)(jin)行(xing)抽樣(yang)、量化,轉化成數(shu)(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)用(yong)軟件處理。換句話(hua)說,就(jiu)是把(ba)空(kong)中(zhong)(zhong)所有(you)可能存在(zai)的(de)(de)無(wu)(wu)線(xian)通(tong)(tong)信(xin)(xin)信(xin)(xin)號(hao)(hao)全部收(shou)下(xia)(xia)來(lai)(lai)進(jin)(jin)行(xing)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化處理,從(cong)而(er)與任何種無(wu)(wu)線(xian)通(tong)(tong)信(xin)(xin)標(biao)(biao)準(zhun)的(de)(de)基站進(jin)(jin)行(xing)通(tong)(tong)信(xin)(xin)。從(cong)理論上說,使用(yong)軟件無(wu)(wu)線(xian)電技術的(de)(de)手機(ji)與任何種無(wu)(wu)線(xian)通(tong)(tong)信(xin)(xin)制式(shi)(shi)都(dou)兼容(rong)。

雖然在(zai)(zai)理論上軟件(jian)無線電(dian)有(you)良好的(de)(de)應(ying)用前景(jing),但在(zai)(zai)實(shi)際應(ying)用時,它需要極高速的(de)(de)軟、硬件(jian)處(chu)理能(neng)力。由于(yu)硬件(jian)工藝水平(ping)的(de)(de)限制,直到今天,純粹的(de)(de)軟件(jian)無線電(dian)概(gai)念(nian)也沒有(you)在(zai)(zai)實(shi)際產品(pin)中得到廣泛的(de)(de)應(ying)用。但種基于(yu)軟件(jian)無線電(dian)概(gai)念(nian)基礎上的(de)(de)軟件(jian)定(ding)義(yi)無線電(dian)技術卻越來越受到人們的(de)(de)重視。在(zai)(zai)2001年10月份舉行的(de)(de)ITU-8F會(hui)議上,軟件(jian)定(ding)義(yi)無線電(dian)被推薦為今后無線通信發展極有(you)可能(neng)的(de)(de)方向(xiang)。

軟件定義(yi)(yi)無(wu)(wu)線(xian)電(dian)是(shi)個(ge)(ge)系統和(he)(he)體系,它必(bi)須有(you)可(ke)(ke)重(zhong)新編(bian)(bian)程和(he)(he)可(ke)(ke)重(zhong)構的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li),使(shi)設(she)備(bei)可(ke)(ke)以(yi)(yi)使(shi)用于多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)標準(zhun)、多(duo)(duo)個(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)和(he)(he)實(shi)(shi)現(xian)多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)功能(neng)(neng)(neng),它將不(bu)僅(jin)僅(jin)使(shi)用可(ke)(ke)編(bian)(bian)程器(qi)件來實(shi)(shi)現(xian)基帶(dai)(dai)數字信(xin)號處理,還將對射(she)頻(pin)(pin)(pin)(pin)及(ji)中頻(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)模擬電(dian)路進行(xing)編(bian)(bian)程和(he)(he)重(zhong)構,人們對軟件定義(yi)(yi)無(wu)(wu)線(xian)電(dian)的(de)(de)功能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)要(yao)求包括(kuo):重(zhong)新編(bian)(bian)程及(ji)重(zhong)新設(she)定的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)、提供并(bing)改變業務的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)、支持多(duo)(duo)標準(zhun)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)以(yi)(yi)及(ji)智能(neng)(neng)(neng)化頻(pin)(pin)(pin)(pin)譜利用的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)等等。應(ying)該看到,SDR并(bing)不(bu)是(shi)種(zhong)(zhong)孤(gu)立的(de)(de)技(ji)術,而是(shi)可(ke)(ke)為所有(you)技(ji)術使(shi)用的(de)(de)公共平臺(tai)。 軟件定義(yi)(yi)無(wu)(wu)線(xian)電(dian)與軟件無(wu)(wu)線(xian)電(dian)重(zhong)要(yao)的(de)(de)點不(bu)同之處在于,前者不(bu)要(yao)求將全頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)內(2MHz~2000MHz)的(de)(de)空中無(wu)(wu)線(xian)信(xin)號都(dou)收(shou)下來,而是(shi)通(tong)過手動配置/自動查找的(de)(de)方式,個(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)個(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)地找出當前空中適合于通(tong)信(xin)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)和(he)(he)制式。

眾所周知,由于(yu)各種各樣(yang)的(de)(de)原因,IMT2000或稱3G標(biao)(biao)準(zhun)并未如(ru)其初衷所設想的(de)(de)那樣(yang),形(xing)成(cheng)個全(quan)球統(tong)的(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun),而是形(xing)成(cheng)了歐洲的(de)(de)WCDMA、北美的(de)(de)cdma2000和中國(guo)的(de)(de)TD-SCDMA為(wei)代表(biao)的(de)(de)系列標(biao)(biao)準(zhun)。多種不同(tong)標(biao)(biao)準(zhun)帶來的(de)(de)個問(wen)(wen)題(ti)(ti)就是手(shou)機(ji)在不同(tong)制式標(biao)(biao)準(zhun)之間(jian)的(de)(de)漫游和兼容(rong)問(wen)(wen)題(ti)(ti)。此(ci)外,考慮到3G標(biao)(biao)準(zhun)從現有(you)2G標(biao)(biao)準(zhun)平(ping)滑過渡的(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti),3G的(de)(de)手(shou)機(ji)盡量可(ke)以同(tong)時支持GSM和CDMA-IS95協(xie)議。如(ru)果采用軟(ruan)件定義(yi)無(wu)線電技術(shu),使(shi)用通(tong)用的(de)(de)軟(ruan)件平(ping)臺,通(tong)過手(shou)動配(pei)置/自動查找的(de)(de)方式,依次工作在可(ke)能的(de)(de)工作頻段(duan)(duan)和制式模(mo)(mo)式下,對(dui)(dui)接收(shou)到的(de)(de)數字信號采用針對(dui)(dui)性的(de)(de)軟(ruan)件處理方案處理,從中選(xuan)出(chu)并跳轉(zhuan)到適合(he)的(de)(de)工作頻段(duan)(duan)和制式下進行通(tong)信,就可(ke)實現對(dui)(dui)各種模(mo)(mo)式的(de)(de)全(quan)兼容(rong),其優(you)勢將是不言(yan)而喻的(de)(de)。

當(dang)然,要實現SDR的(de)目標(biao),人們還(huan)需要面對巨大的(de)挑戰,包括體系結(jie)(jie)構、寬(kuan)帶可(ke)編程、可(ke)配置的(de)射頻和中(zhong)頻技術(shu)等等。而在(zai)用軟(ruan)件定(ding)義無線電(dian)(dian)方案(an)實現不(bu)同的(de)無線通信制(zhi)式(shi)時(shi),TD-SCDMA標(biao)準(zhun)由(you)于(yu)其特性,更容易與軟(ruan)件定(ding)義無線電(dian)(dian)方案(an)相結(jie)(jie)合(he)。因(yin)為TD-SCDMA是唯明確將智能天線和高(gao)速數字調制(zhi)技術(shu)設計在(zai)標(biao)準(zhun)中(zhong),明確用軟(ruan)件無線電(dian)(dian)技術(shu)來(lai)實施的(de)標(biao)準(zhun)。同時(shi)TD-SCDMA技術(shu)用SDR來(lai)實現相對也比(bi)較方便。

首先(xian),TD-SCDMA標準中每(mei)個頻(pin)帶的(de)帶寬較窄,信(xin)號(hao)處理量(liang)不是很大,易(yi)于使(shi)用軟件(jian)平(ping)臺(tai)實現,而不必采用處理速度要求非常(chang)高(gao)的(de)硬件(jian)平(ping)臺(tai),因此移植(zhi)到(dao)基于軟件(jian)定(ding)義無線電方(fang)案非常(chang)容易(yi),不必再考慮如何(he)由硬件(jian)平(ping)臺(tai)轉換到(dao)軟件(jian)平(ping)臺(tai)。

其次,TD-SCDMA標準中上、下行信號都采用同步(bu)傳輸方式,因此在解(jie)調(diao)時(shi)可以(yi)采用實(shi)現方案(an)相對簡單的(de)相干(gan)解(jie)調(diao)方案(an),而(er)不(bu)必使用復雜的(de)非相干(gan)解(jie)調(diao),也使得軟件編程處理量下降,便于(yu)實(shi)現。

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北京數聯(lian)云創科技有限(xian)責任公司(si)(si)是以(yi)物(wu)(wu)聯(lian)網為基礎的(de)開發類公司(si)(si),集(ji)電路設(she)計、智能居、教(jiao)學(xue)設(she)備,倉儲系統(tong)(tong)等(deng)研發、生(sheng)產、銷售為體(ti),我們在物(wu)(wu)聯(lian)網、嵌(qian)入式系統(tong)(tong)集(ji)成(cheng)、智能硬件等(deng)新興(xing)領域有豐(feng)富開發經驗,致力于(yu)提供各行(xing)業內(nei)領先(xian)成(cheng)熟(shu)的(de)解決(jue)方案和(he)完善的(de)售后服務體(ti)系。

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