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软件无线电

软件无线电

软件无线电范文第1篇

【关键词】软件无线电;军事通信;移动通信

当今,通讯系统正由模拟体制向数字体制转变,这为无线电通讯的发展创造了有利条件,但传统的通过硬件设备改造升级来完成无线通信新技术改革的方法带来了很多问题,限制了无线电技术的进一步发展,为了解决这一困境,软件无线电应运而生,具有着传统的硬件无线电通信设备所无法比拟的优势。

一、软件无线电的优势

1.具有降低开发成本和周期的作用

传统的无线通信系统在对技术和产品进行开发时,针对的只是单一的标准,从标准相对稳定到设计和开发专用芯片,再到产品设计和实现需要一年以上的时间,开发周期长,开发成本高,同时这种情况也导致标准制定过程中,许多新的技术都无法得到合理的应用,限制了新技术的发展和应用,也使商用产品和当时技术水平之间存在着较大的差异。而软件无线电的应用,能为技术和产品的研究和开发提供一个新概念和通用无线通信平台,在很大程度上缩短了开发周期,降低了开发成本,使产品能够和技术水平同步发展。

2.具有优秀的可拓展性

软件无线电技术具有非常优秀的可拓展性,主要体现在它能极其轻松地完成系统功能的拓展与升级,但是由于网络无线电技术是以模块化、通用化、标准化的硬件支持平台为基础的,所以它在硬件方面能够拓展的空间并不大,其优秀的拓展性主要集中在软件方面。

另外,软件无线电技术也为系统的升级和拓展提供了便利,只需要对相应的软件进行升级或者拓展就可以了,而且与改进和优化硬件相比,升级和拓展软件要简单得多;最重要的是,借助软件工具可以根据实际需求来实现各种通讯业务的拓展。

3.具有极强的灵活性

软件无线电技术具有可重配置性,从而在很大程度上增强了其灵活性。目前,从基带信号到射频信号已经实现了完全的数字化,这就使得软件无线电技术可以通过更换软件模块来适应多种工作频段和多种工作方式。

同时,良好的多频段天线和可控制的多频段和多功率的射频转换能力,使得软件无线电对复杂的环境需求具有良好的适应性,可由软件编程来改变 RF 频段和带宽、传输速率、信道接入方式、业务种类及加密方式、接口类型。

二、软件无线电技术在军事通信中的应用

无线通信之所以在现代通信中占据着重要的位置,与其设备简单、便于携带、易于操作等特点是分不开的,也是这些独有的优势使其被广泛应用于各个领域,以军事领域为代表,它是各军种、各部队中必不可少的重要通信手段,

软件无线电这个术语最初是被美军提出的,当时正处于海湾战争时期,多国部队各军种进行联合作战时,在互通互联的操作上遇到了难题,不仅通信互通性差,反映速度慢,而且宽带太窄、速率也太低,使得联合作战的关键技术受到了严重的影响,由此美军开始制定具体的计划来研究基于数字信号处理器、软件可编程、模块化、多模式并具有波形重新配置能力的通用软件无线电台――易通话,此电台几乎具备了美军所有使用过的电台包括话音通讯电台、数据通信电台的所有功能,实现了不同种类无线电台之间的通信。

软件无线电台从其诞生至今,已经成为能使不同国家或者说同一国家的不同军种之间相互通信而没有障碍的新技术。自20世纪70年代开始,可编程软件无线电台正式被列入研制项目中,目前已经取得了突破性的发展,有不少的数字式软件可编程无线电台已经被投入使用并且收效甚好。

另外,传统的数字电台以硬件为主,软件无线电台在许多关键技术上对其进行了改进,例如:对模数转化器进行了改进,使其转换率和动态工作范围得到了大幅度的提升;对嵌入式处理器进行了改进,提高了其处理的速度和能力,使数字信号处理器能够完成调制解调器的功能;对以编程技术为目标的技术进行了开发,使软件的功能性独立于基础硬件之外。总之,随着科技的迅速发展与进步,无线电台将有望使军用电台获得新的定义。

三、软件无线电技术在移动通信中的应用

软件无线电概念从提出至今,已经从最初的军事领域开始向民用领域扩展,但是在民用通信方面却存在着许多的问题,例如:新老通讯体制并存,增加了不同体制系统在互联方面的复杂程度与困难程度;各种通讯设备大量涌现,使无线电频谱拥堵情况越来越严重;传统的以硬件为基础的无线通信系统已经难以满足新时展的需要。只有采用软件无线电技术才能对这些问题进行有效解决,下面就从三方面来介绍软件无线电技术在移动通信中的应用。

1.用于蜂窝移动通信系统

在蜂窝移动通信系统中,软件无线电的发射与其他系统相比较,有所不同。

它在发射前,要先对可用的传输信道进行划分,探测传播路径,对适合信道进行调制,将电子控制下的发射波束指向正确的方向,选择合适的功率,做完这些才能进行发射。至于接收也同样如此,它能对当前信道和相邻信道的能量分布进行划分,也能对输入传输信号的模式进行识别,通过自我适应抵消干扰,对所需信号多径的动态特征进行估计,对多径的所需信号进行相干合并和自适应均衡,对信道调制进行栅格译码,然后通过FEC译码纠正剩余错误,最大限度的降低误比特率

2.用于设计多频多模的移动终端

对于不同的标准需要用不同的软件来适应,需要通过软件设置的调整来改变信道接入方式或者调制方式。

软件无线电技术可以设计出灵活的通信终端,使不同制式的移动网络能用同一部终端,不仅为用户提供了极大的便利,也在一定一定程度上降低了运营商的成本,促进了移动通信技术的持续发展。

3.用于第三代移动通信系统

软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用主要包括三方面:

(1)为第三代移动通信手机与基站提供了一个开放的、模块化的系统结构;

(2)产生了各种信号处理软件,包括:各类无线信令规则与处理软件、信道纠错编码软件、信号流变换软件、信源编码软件、调制解调算法软件等;

(3)实现了智能天线结构,包括DOA在内的空间特征矢量的获得、每射频通道权重的计算和天线波束赋形。

四、结语

总之,软件无线电技术有着传统数字无线电所无法比拟的优势,在将来的发展和应用上一定会越来越广泛,特别是在第四代移动通信的普及和推广道路上,软件无线电技术一定会贡献越来越多的力量。

参考文献

[1]陶玉柱,胡建旺,崔佩璋.软件无线电技术综述[J].通信技术,2011,01:37-39.

[2]朱瑞平.软件无线电技术[J].科技传播,2012,04:179.

软件无线电范文第2篇

关键词 软件通信体系结构 无线电系统 软件定义

中图分类号:TP319 文献标识码:A

在现实生活中,软件定义无线电技术在军事方面的应用不断地发展研究,各国为了早日实现军事化的软件定义无线电技术,加大了对软件定义无线电的研究。目前,软件定义无线电技术已成为未来军事通信发展的趋势。①

1 软件通信体系结构

1.1 硬件体系结构

软件通信体系中硬件体系结构采用了面向对象技术,通过面向面向对象技术的概念对系统内部的典型模块进行划分,要求实际系统一旦实现,必须将其详细的、完整的接口进行公开。软件开发人员可以通过公开的接口,对硬件的性能和容量以加载特定的波形,第三方则通过公开的接口,提供系统内部模块,方便了新技术的插入。

硬件体系结构除了要对所有无线设备系统内部硬件模块的组成进行定义,还要给出所有无线设备内部硬件的物理属性。当无线设备系统内部硬件物理属性符合条件时,这些硬件设备就可以应用到实际平台硬件模块,具有统一性,针对所有的通信设备来说都是通用的,实现了硬件模块设计的实用性与通用性,节约了系统成本。未来无线通信系统发展主要以软件为主,而现代无线通信系统是由软件与硬件相结合来实现无线通信的功能。因此,为满足无线通信系统未来发展的需求,硬件模块要具有一定的可扩展性,这可以确保在原有硬件模块基础上,通过增加新的功能或者在已有的硬件模块中增加新的硬件模块来实现新的技术,既保证了硬件模块统一性,又增加了硬件模块内在的灵活性,满足软件无线电发展的需求。②

1.2 软件体系结构

在软件通信体系中软件与硬件所承担的功能不同,根据软件在通信体系中所承担的功能,可将软件体系结构由上到下分为应用程序、核心框架、公共对象请求体系中间件和嵌入式实时操作系统四部分。其中核心框架、公共对象请求体系中间件以及嵌入式实时操作系统三部分共同构成了软件体系结构中的核心内容,也是软件体系结构中一个通用的软件平台。软件平台的构成给开发人员和波形的设计带来了新的要求与限制,有利于实现波形从一个无线通信系统到另一个无线通信系统的移植。

1.3 安全体系结构

软件通信体系中安全体系结构,为了保证在不同的无线通信系统能够相互通连与相互操作,是为了确保用户的信息在传输、发送、处理以及存储过程中的完整性与机密性。在安合体系结构中,整个系统的安全功能是由一个通信保密模块、红边处理器以及黑边处理器三部分共同来完成的,而非一个边界分明的安全模块来单独完成。③

2 软件定义无线电系统

软件定义无线电系统又称为软件无线电系统,是一种可以通过软件进行编辑,实现全部功能的无线电,具有较高的灵活性与通用性。用户通过软件无线电系统,对动态修改配置对系统中的网络装备与软件更新设备进行修改,从而获得更好的服务与性能。软件定义无线电系统是通过一个简单的终端设备,运用软件重配置功能来支持各种不同种类的无线系统与服务的新技术。固定或者移动的软件定义无线电设备,都能让用户通过改变软件改变接收与发送的特征。移动无线电系统与改变运行模式的软件定义无线电设备相互通联,并且能够同时在多种公共安全频带中工作。

软件定义无线电系统不仅具备基本的无线通信功能,还具有以下三个方面的功能:一是通过软件定义无线电系统能够升级系统所装载的软件,以此来达到对系统的升级与功能的更新。④二是软件定义无线电系统可以支持不同电台系统的相互通联,达到不同独立运行的电台系统能够互传信息。三是软件定义无线电系统主要以软件为主,解放了硬件通信业务传输方式,通过软件定义无线电系统所装载不同软件实现动态配置系统功能。

3 软件定义无线电的发展

软件定义无线电技术采用现代化高端软件进行操纵与控制,具有高自动化程度与较强的扩展能力,打破传统依赖于硬件发展的通信体系。软件定义无线电体系的发展是通信领域的第三次革命,经历了从固定通信到移运通信,模拟通信到数字通信的改革。

软件定义无线电技术作为现代通信行业新技术,在未来的无线电通信应用中有良好的发展前景,可能成为未来无线电通信技术的支柱。软件定义无线电技术可以多频段多模式的手机、卫星通信、智能天线以及蜂窝移动通信系统、无线局域网等各个相关的应用领域。

4 总结

随着科学技术的不断发展,软件定义无线电系统在各个领域中得到了广泛的应用,无线通信体系朝着通信数字化、智能一体化的发展。由于我国目前无线通信体系硬件水平的有限,导致软件无线电通信还达不到理想的要求。针对软件通信体系与软件定义无线电系统的研究,可以预见,软件定义无线电技术可能成为未来通信行业发展的核心内容。⑤

注释

① 范建华,王晓波,李云洲.基于软件通信体系结构的软件定义无线电系统[J].通信技术,2011,51(8):1031-1037.

② 刘献,张栋岭,陈涵生.软件定义无线电及软件通信体系结构的规范[J].计算机工程,2009,30(1):95-98.

③ 邱永红,朱勤.基于软件通信系统的无线通信系统研究[J].系统工程与电子技术,2009,26(5)621-625.

软件无线电范文第3篇

【关键词】软件无线电;移动通信;测试

1软件无线电简介

1.1软件无线电的发展历史在1991年美国在海湾战争中,根据实际需求,美国军方最早提出了软件无线电技术。1992年Jeseph.Mitola首先提出了软件无线电技术。1994年美国三军研制成功。1997年作为军用系统实现了联合作战,能够采用数据和语音通信。1998年参谋部解决了三军合作的通信,并研究出了无线电网关。1999年Speakeasy(Phase2)美国研发成功。三、软件无线电技术在移动通信测试领域应用的实际意义。虽然最开始软件无线电技术主要集中应用在军事方面,但是在最近的20年里,很多研发机构投资了很大的人力、物力和财力对软件无线电技术进行深入研究,致使无线电技术从军事领域向民用领域过度。主要体现在2000年的前十年一直处在研究讨论的过程中。并且也就仅有几用平台使用了此技术。随着1995年IEEE的正式推出,通信领域里应用无线电技术成了非常重要的研发内容。就在这一年欧洲也提到把软件无线电技术应用在在移动通信测试领域。到了2000年以后,由于通用硬件的水平飞跃发展,致使软件无线电技术不再单单是理论而是逐渐实行到工程上。1.2什么是软件无线电软件无线电是一种无线电广播通信技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。

2软件无线电的结构组成

2.1软件无线电的基本组成与传统无线电相比较,数模和模数与射频段更加接近。使用高速的DSP/FPGA代替专用数字电路和低速的DSP/FPGA相互结合做数字化的处理。为了实现横跨多个频段,可以使用一个BF模块或者在全频道和每个频段使用。也可以思考使用智能天线技术。因为软件无线电技术有统一的形式和损耗低的频段同时它还有多倍频程的频段。例如军事通信模式中作为备用模式的移动终端VHF/UHF,UHF卫星通信,HF通信。FR的特性是变频、滤波、放大功率。值得注意的是要考虑到电磁干扰的问题,因为FR在对模拟信号进行转换时问题比较突出。2.2软件无线电的主要技术现在采用的是中频数字化的软件无线电结构,主要是因为A/D、D/A及高速DSP的处理能力还未达到理想的要求。软件无线电的主要技术包括:高速宽带A/D变化,并行DSP的处理,宽带的上、下变频技术,智能天线技术,如图1所示。2.3软件无线电的主要特点软件无线电具有很强的开放性,主要体现在把以前的功能单一系统变为通用的结构。硬件根据需求升级,而软件自主更新。这样就延长了软件无线电的使用周期,同时更主要的是SDR能够兼容新旧体制电台。软件无线电还具有较高的灵活性,SDR可以建立自任意电台,这样就可以在其他电台射频,SDR选择合适的模块进行更改和升级,这样大大减少了财力的付出。

3软件无线电的应用

3.1个人移动通信随着人们对通信需求的广泛增加,这样一来就缩短了通信产品的使用周期,研发费用增加。另外,随着新通信体制的诞生,难免出现与老的通信体制并存,这样一来,通信系统就会变得多样和复杂。为了寻找更具拓展力的个人移动通信系统,软件无线电技术能够满足人们的要求。无论是基站还是移动终端都采用了无线电结构的蜂窝移动通信系统,硬件的要求简单,由软件来定义功能。这个蜂窝移动通信系统与其他系统不同,首先区分可用的传输信道,检测传播的途径。最后选择合适的信道调制,选择合适的功率,正确的方向然后再进行发射。接收和发射的道理相同,能够准确的区分相邻信道和当前信道的能量动态,自己抵消干扰,估量信号的动态特征,识别输入信号的方式,对多径信号进行均衡和合并,对调制进行解码,最后使用FEC改正其他剩余错误。此外,软件无线电技术还能够开放增值业务。从硬件发展到软件其实经历了三次变化:(1)从固定到移动;(2)从模拟到数字;(3)从硬件到软件。其实(2)到(3)演化过程中软件无线电技术发挥了很大的作用。软件无线电技术在移动通信领域确实变得更加广泛。3.2军事通信由于陆军、海军和空军为了互不干扰,所以他们的工作频段各不相同,海军(2-30MHz)陆军(30-88MHz)空军(225-400MHz)。在海湾战争中美国为了实现联合作战所以最早提出了软件无线电技术。1995年美国在SPEAKeasy的计划中研发出了MBMMR电台,这个电台满足了联合作战的需求,其主要特点具有多模式、多频段。整个无线频段几乎都被电子战覆盖,所以说电子战的特点具有宽频段,但是等待处理的信号类别较多,它的工作是被动接受。现在使用的电子战系统都是在事先预设的信号下工作,假如信号的通信方式和特征发生改变,电子战系统就没有办法很好的处理了,为了避免影响作战,研究出波形适应性好,可拓展能力强,频段宽,不仅能适应导航,还能适应雷达信号最重要的还要具有敌我识别信号。满足这些要求是现代信息战争的需求,解决这些要求的就是软件无线电技术,所以说软件无线电技术应用在电子战中有广阔的前景。

4软件无线电的发展前景

随着通信技术的进步,人们越来越需求具有兼容特性的设备,与以前的无线电设备相比较,软件无线电系统有很强的优势主要表现在:(1)适应性强;(2)灵活性高;(3)互操作性好;(4)功能软件化;(5)结构通用。这样能够支持多模式的手机和基站。能够让不同的空中接口和网络接口同时存在。相信在不久的将来能够实现蓝牙、以太网、广电网的连接和兼容。利用软件无线电技术开发出了四信道多波形样机,设计了第3代移动通信系统方案TD-SCDMA。无论是“863”还是“九五”“十五”都提出了把软件无线电技术重点研究起来,可见人们对软件无线电技术是相当重视的。我个人觉得把微电子技术、信息技术、通信技术融合在一起将会是一个新兴的具有实际意义的领域。

参考文献

[1]张睿,周峰,郭隆庆.无线通信仪表与测试应用[M].北京:人民邮电出版社,2014:165-168.

软件无线电范文第4篇

无线电通信技术能够帮助人们不受地域和时间的限制进行沟通的方式,随着我国目前社会不断发展,无线电通信技术早就成为了人们生活的一部分,为人们的生活和工作都带来很大的便利条件。同时随着通信技术的发展,一部分的通信产品开发费用上升,并且出现新通信体制同时共存现象,通信系统之间的联系也变得更加复杂和困难。软件无线电逐渐被我军研究和应用,由于它具备了灵活性和通用性的使用特点,所以不仅在商用,在军用无线电通信领域同样起到了重要的作用。本文主要介绍了软件无线电的概念和其中包含的重要技术,以及军用无线电技术的现状和发展趋势。

【关键词】

军用软件;软件无线电;通信技术

软件无线电的概念是1992年被提出来的,它具备了完全的数字化、模块化和全程可编程性,升级系统更加的便捷和可扩充,所以这一概念也同样带动了信息领域的第三次技术变革。软件无线电实现了军用电台还有各个网系之间的互联互通和互相操作,实现了通信系统的升级换代,变得更加经济合理。所以目前更加具备灵活性、开放性和通用型的军用软件无线电通信技术是我们国家部队通信技术研究者要不断研究的课题。

一、软件无线电的概念

软件无线电就是利用硬件建设为无限通新的平台,然后实现无线通信和个人通信功能的软件实现。软件无线电是近些年来才提出的一种概念,可实现无线通信的新体系结构,该结构具备了很强的灵活性和开放型。目前软件无线电具备了很多无线通信体制达不到的优点,所以会有很广泛的应用市场。让无线电通信技术在军事方面能够实现各个军用电台的互联互通,同时能够接入各种各样的军用移动通信网。软件无线电通信技术同样在生活中实现了移动电话通用手机、多频段多种模式的移动电话通用基站、无线局域网以及通用网关软件无线电的领域使用。无线通信产品的价值都体现在了软件上,通过软件来实现通信新系统核心产品的开发,代表了无线电领域从固定发展到了移动,从模拟发展到了数字的第三次信息技术革命。

二、国内软件无线电的技术发展和军事应用现状

我们国家目前针对软件无线电技术的研究还处于初步发展阶段,在某高新科技计划中专门针对高新通信技术制定了“软件无线电技术”的专业研究项目组,充分表示了国家针对这一项目的重视。在我们的现实生活中,软件无线电技术已经成功面向800MHz商用蜂窝移动通信、卫星通信、GPS全球定位系统等领域的应用。由于目前我军的软件无线电技术还不算成熟,所以军事通信领域的应用同样比较空白,所以相关的一些科研院所也在极力的探索现阶段的军事通信方面的应用研究,利用目前的软件无线电技术来实现多个电通,多功能的车载电台能够实现各类军用无线系统的空中转信的目标。“军用无线电网关”具备了目前国际上的先进技术水平,能够成功实现不同频段、不同体制的电台之间的互联互通现象,这也让我国军队协同通信课题的研究取得了突破性的进展。

三、军用无线电通信技术发展方向

由于军用通信系统相比起民用系统来说要求比较高,所以在技术要求也比较复杂,由于装备使用比较昂贵,很多的地域通信网络中只有英国、法国、美国等少数国家作为标准装备在使用。我国军用移动通信装备目前还处于发展阶段,部队也进一步展开开发和研究工作,针对已经具备该系统的地域通信网络不断改善工作性能,而不具备通信系统的地域通信网加大建设力度,随着技术不断开发,我军的移动通信系统将会在抗干扰性、抗侧向性、抗截获性上有很大的突破,在系统的容量、传输的可抗性上也会有显著提高。移动通信后期不再仅限于陆地使用,还要往空中发展,例如说直升机、系留气球等作为空中中心台,利用卫星转发器作为中心来空间通信,到那时我国的军用软件无线电通信将会在后期的军事领域发挥出巨大的作用。

四、军用软件无线电通信发展注意事项

目前军用项目和民用项目虽然基础技术相同,但是具体发展需求是不一样的,非军工企业就算是具备了先进的技术也不具备进入国防市场的条件,所以一项技术能不能被军事所使用,不能仅仅考虑它的经济效益,还需要更高稳定性、可靠性和先进性。军品生产国家规定了特殊的标准和规范,需要结合大量的经验积累和高超的工艺条件,实现军用标准和国家标准的双轨制度检验。由于民用技术的指标和军用产品指标有差异,所以非军工企业要想进入军工行业必须要对企业的生产设备和人员工作结构进行相应的改进,如果其中一旦出现产品不符合要求其中需要承担的损失将会非常高昂,所以高端的技术指标和企业品质,是我国军用软件无线电通信技术发展的一项最重要也最基础的要求。

结语:

我军软件无线电技术将会朝着更多模式、更数字化、灵活性高、抗干扰性强的方向发展,各类科技研究中心和技术人员还需要不断地努力,不断提升我军用软件无线电通信技术的开发和使用,为我国的军事力量增长做出贡献。

作者:王志田 单位:装甲兵学院通信侦察系通信指挥室

参考文献

[1]宋春晨,宋清宇.军用软件无线电通信技术发展概述[J].火力与指挥控制,2013,12:8-12.

软件无线电范文第5篇

1.基于软件无线电的短波通信系统总体设计思路 

软件无线电技术是未来社会发展的一个必然产物,其具有很多优良的特性,比如开放性、灵活性、扩充性等都比较好,软件无线电顶层设计规范对通信设备的软件体系结构、硬件体系结构以及安全体系结构进行了确定,这种技术的应用是为了实现各种无线通信设备之间的硬件模块化以及软件的可移植操作,采用了开放的标准结构,通过各种共享的硬件组建以及软件的连接,实现硬件维护以及软件的功能升级,具体说来,其功能表现在两个方面:第一,在硬件上具有互相连通的特性,第二,在软件上可以实现多频段、多模式、多通道的通信。 

基于软件无线电的短波通信系统的核心是软件,作为一个信号处理平台,其包括了3个重要的组成部分,分别是波形开发部署管理软件、硬件平台及软件平台。3个组成部分分别具有不同的功能,其中波形开发部署管理软件,主要是对波形组件的功能进行划分、重用,并且还要控制物理层波形代码的集成、波形分布的部署以及加载;硬件平台则主要采用总线式结构设计主要完成各种数据的收集、发出、模拟预处理等;软件平台则负责将各种硬件资源封装和描述,在具体的描述过程中需要使用逻辑软件,并且要在这些设备上加载一些不同的软件,实现对多种波形的控制。 

2.基于软件无线电的短波通信系统的设计 

2.1软件无线硬件平台架构 

电系统有一个显著的特征,就是模块化,无论是硬件平台还是软件系统,都是实现模块化的,其中包括了很多个不同的功能模块,这些模块可以组合在一起成为一个整体的结构,在硬件平台设计中,各个模块组织之间的组合与搭配,必须要以提高硬件的容量为前提,以便能够满足未来更加广泛的信号覆盖需求,延长设备的使用寿命。在软件无线电系统的硬件平台中,常见的硬件模块组织有流水式、总线式、交换式结构3种,各个结构有其自身的特点,总线式结构相对于流水式结构,其功能模块之间的耦合性较低,但是可扩展能力较强。硬件平台包括了主控制模块、波形处理模块、RF收发模块,其中波形处理模块和RF收发模块还可以根据具体的配置情况,构成多频段、多通道的分布式信号平台。 

在硬件平台系统中,其核心部位是波形处理模块,波形处理模块由AD/DA板和基带处理板组成。其中AD/DA板的结构是子板加载板,是为了对不同速率的波形进行处理,也要对不同波形体制进行支撑,基带处理板则采用了多片DSP+FPGA架构,可以与外界实现高速的数据传输,还能对传输情况进行控制。 

RF接收模块则采用了超外差二次变频的分频段接收方式,在对频率进行选择的时候略有差异,第一中频的频率是80MHz,第二中频的频率是70MHz,其变频方式有两种,可以使得干扰信号与接收信号之间的频率差增大,便于带通滤波器滤除镜频干扰。在通信系统的电路上,可以对通信的通道进行选择,切换通道的时候所选择的开关有一分六和一分三的宽带高速射频开关,在这类通信通道上可以兼容3-30MHz频段内的多种波形,比如3kHz,25kHz和1MHz的窄、宽带业务波形,都可以在这个信号通道上进行传输。 

另外,对于控制单元中的FPGA可编程单元,作为控制单元的主控器,所承载的任务较多,需要完成对本振芯片的寄存器配置、锁定检测,还要根据频率的变化进行开关切换,通过对不同的开关进行组合,实现不同信号之间的链接,还需要根据系统的工作状态,对供电结构进行优化,对于一些耗电量较大的元件可以自行关闭。 

2.2软件平台架构的设计 

随着操作系统、中间件等计算机领域的技术在软件无线电领域中的应用越来越广泛,软件无线电结构的层次化现象也越来越明晰,其中无线电软件平台主要包括6个层次。分别是板级支持包、网络协议栈和接口服务层、操作系统层、CORBA中间件层、核心框架层、应用层。通过该软件平台的架构,可以实现多种智能化控制功能,比如波形之间的互通互联性更强,在开发波形的时候,不需要首先对底层数据交换过程进行了解,直接利用现有的组件对波形进行重构,从而使得各种代码之間可以移植、可以重复、可以重构。 

如图1所示,为软件平台的组成结构,在软件开发的时候使用的是sCAOE操作环境,在这个软件平台上包括核心框架和波形开发部署软件。主控制模块上运行针对硬件板卡和操作系统的SCAOE,另外,在主控制模块上运行的OE和上位机模块上运行的OE都可以满足SCA兼容的要求。 

sCA波形集成开发环境采用基于模型的应用波形设计流程,对应用波形的可移植性和可重用性进行了提升,针对不同的SCAOE可以实现代码的自动生成,另外,在对波形逻辑代码进行编写测试的时候,可以将通过DSP与FPGA编译好的文件与框架容器代码进行有效的集成,生成符合具体规范标准的波形。但是,SCA并不是一种具体的波形的规范标准,而是一种基于DTD和POSIX技术的框架结构,主要用于对各种软件无线电的管理和部署。 

在软件系统中还有一个重要的模块,就是要实现对波形的组件化开发,在SCA波形集成开发环境中,可以将主控制模块看成是一个节点,并且以这个节点为中心,运行相应的操作系统,并且能够在操作系统上加载SCA的操作环境。在对波形进行开发的时候是采用组件化方式进行的。以QPSK波形为例,在对这个波形进行开发的时候,可以简单地将其分为编码和解码两个过程,编码和解码的组件可以通过设置不同的参数,如依赖属性、吞吐量等,对所有待部署的芯片进行选择,比如FPGA和DSP都是可以选择使用的芯片,编码组件主要实现代码的输出功能,解码组件则主要实现代码的输入功能,通过编码和解码的过程,可以将代码传入到主控制模块中的相应模块,从而实现对波形的各个组件的有效控制。