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軟件無線電范文第1篇

虛擬無線電的概念是在Spectrum Ware項(xiàng)目的支持下提出來的。這個(gè)項(xiàng)目致力于建立一個(gè)理想化的無線電結(jié)構(gòu)，充分利用工作站提供的資源。使這樣一個(gè)無線電結(jié)構(gòu)不盡能提供豐富功能，而且還能以與眾不同的方式實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的功能，這樣的一個(gè)理想話的無線電結(jié)構(gòu)被稱之為虛擬無線電結(jié)構(gòu)。用兩臺 PC 機(jī)仿真 DRM 發(fā)射機(jī)，信道和 DRM 接收機(jī)。就可以實(shí)時(shí)地對語音進(jìn)行錄音、編碼調(diào)制、發(fā)送及播放等，為我國的中短波數(shù)字調(diào)幅廣播試驗(yàn)提供了一個(gè)很好的演示平臺。

關(guān)鍵字：軟件無線電；虛擬無線電；PC機(jī)仿真

1 軟件無線電系統(tǒng)研究背景與現(xiàn)狀

無線電通信在社會生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的作用。近二十年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、VLSI技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，無線電通信也經(jīng)歷了卻日益增強(qiáng)；使用頻段由低到高，調(diào)制方式由AM ， FM到數(shù)字調(diào)制：多址方式由FDMA到TDMA，CDMA；傳遞信息由電報(bào)、語音發(fā)展到數(shù)據(jù)和多媒體。無線電通信技術(shù)，尤其是移動通信技術(shù)的迅猛發(fā)展。早在70年代末英國的Romsey公司為了研究解決頻譜擁擠問題的方法，制造了第一個(gè)軍用“軟件無線電”系統(tǒng)[2]。它工作在很低的頻率，在中頻對信號采樣后送入8085處理器，用軟件進(jìn)行后續(xù)處理。受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，但它驗(yàn)證了直接對低載頻信號進(jìn)行采樣的可行性。

軟件無線電是對傳統(tǒng)無線電通信體系結(jié)構(gòu)的一次重大革新。它使通信系統(tǒng)擺脫了硬件結(jié)構(gòu)的束縛，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對通用和穩(wěn)定的情況下，可以拓展多種服務(wù)。因此，軟件無線電己成為解決不同體制之間互操作問題和開展多種業(yè)務(wù)的手段，具有巨大的商業(yè)和軍事價(jià)值。目前以美國和西歐為主導(dǎo)的各國都在積極地致力于軟件無線電技術(shù)的研究和系統(tǒng)的開發(fā)。

2 軟件無線電模型

理想中的軟件無線電平臺要由幾部分構(gòu)成：RF模塊與天線子系統(tǒng)AlD/A模塊、由DSP芯片織成的高速處理模塊。

軟件無線電的基本思想是：直接對RF信號進(jìn)行采樣，通過加載軟件模塊來實(shí)現(xiàn)所需的功能，包括以前由專用硬件完成的信道檢測、調(diào)制解調(diào)，以及編碼解碼等等。

3 DRM 系統(tǒng)的軟件模擬

DRM 使用 COFDM 技術(shù)，是 OFDM 調(diào)制與信道編碼的組合。所有的編碼音頻和相關(guān)數(shù)據(jù)，都均勻分配到多個(gè)相鄰載波上，而所有載波都在分配的傳輸頻道中。當(dāng)前 30MHz 以下無線電廣播頻道帶寬為 9/10kHz。DRM 系統(tǒng)可用于：1標(biāo)準(zhǔn)帶寬，以滿足當(dāng)前規(guī)劃的情況；2半帶寬（4.5/5kHz），允許與模擬調(diào)幅信號聯(lián)播；3雙倍帶寬（18/20kHz），在頻率規(guī)劃允許時(shí)可提供更大的傳輸容量。

系統(tǒng)的輸入基本上可分為音頻/數(shù)據(jù)信號和信息數(shù)據(jù)信號兩大類，各有其不同的用途，所以在信號處理上略有不同，應(yīng)該根據(jù)信號和節(jié)目材料的類型，選擇適合的編碼參數(shù)，才能達(dá)到數(shù)字 DRM 系統(tǒng)的信號質(zhì)量。主業(yè)務(wù)信道最終要加到信道編碼器中，其形成過程簡述如下只能傳送一套節(jié)目的單一性。

DRM 系統(tǒng)采用 COFDM 方案，其發(fā)射機(jī)是將語音和數(shù)據(jù)信息通過信源編碼變?yōu)閿?shù)字信號，然后通過信道編碼有選擇地加入冗余保護(hù)，再通過 OFDM 調(diào)制、上變頻后發(fā)送到 DRM 廣播的 MW/SW 頻段。

DRM 接收機(jī)將接收信號下變頻為中頻信號，再進(jìn)行同步、信道估計(jì)、信道解碼、信源解碼后得到原來的語音和數(shù)據(jù)信息。

4 DRM 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

信源編碼主要解決數(shù)據(jù)存儲、交換和傳輸?shù)挠行詥栴}，即通過對信源數(shù)據(jù)率的壓縮，力求用最少的數(shù)碼傳遞最大的信息量。

DRM 系統(tǒng)中應(yīng)用了 SBR（頻帶恢復(fù)）技術(shù)，它是一種在低比特率下獲得完全音頻帶寬的音頻編碼增強(qiáng)方法，可與 AAC 和 CELP 聯(lián)合應(yīng)用，構(gòu)成目前能力最強(qiáng)的壓縮方法。使用 SBR 的目的是重建音頻信號中被編碼器丟失的高音段。為了更好地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要在音頻比特流中傳送某些邊信息。SBR 可以將普通低比特率編解碼系統(tǒng)帶寬提高到等于或大于模擬 FM 音頻帶寬（15kHz）。在語音編碼時(shí)，SBR 還可以提升窄帶語音編解碼系統(tǒng)性能，給播音員提供 12kHz 的音頻帶寬，用于多語言廣播等。由于多數(shù)語音編解碼系統(tǒng)都是窄帶的，SBR 的重要作用不僅在于提高音質(zhì)，而且可用于提升語音的清晰度和語音的可懂度。

OFDM 技術(shù)對頻率偏移非常敏感，這種頻率偏移是由于信道的多普勒頻移和振蕩器的不穩(wěn)定，破壞了接收端各子載波間的正交性。頻率偏移會造成 ICI，而采樣時(shí)刻不準(zhǔn)確的后果是 ISI，嚴(yán)重時(shí)接收機(jī)將完全不能識別調(diào)制在原信號中的信息。OFDM 系統(tǒng)對時(shí)域偏差的敏感性要比單載波系統(tǒng)好一些，但是，頻域上頻率的很小偏移卻會產(chǎn)生很大的誤碼率，因此，如何精確估計(jì)頻偏非常重要可以人為在發(fā)送端加一些輔助序列，使得接收端能夠基于最大似然法正確估計(jì)時(shí)域偏移和頻域偏移。

5 DRM 系統(tǒng)的虛擬無線電仿真

1992年5月，美國Mitre公司提出了軟件無線電的概念，即由硬件作為無線電通信的基本平臺，而把盡可能多的無線及個(gè)人通信的功能用軟件來實(shí)現(xiàn)。軟件無線電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)通用化、功能靈活、系統(tǒng)改進(jìn)和升級方便，以及可對不同無線電系統(tǒng)進(jìn)行互操作的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)通用，功能實(shí)現(xiàn)靈活，系統(tǒng)的改進(jìn)和升級很方便；

2. 提供不同系統(tǒng)互操作的可能性；

3. 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，模塊具有很強(qiáng)的通用性，能在不同系統(tǒng)間復(fù)用；

4. 一般而言軟件開發(fā)周期較短，能快速跟蹤市場變化，成本也會降低。

總之，本章在前面研究的基礎(chǔ)上，根據(jù) DRM 標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出了 DRM 系統(tǒng)虛擬無線電中頻仿真軟件，將DRM的COFDM基帶信號調(diào)制到中頻上，為DAMB發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的實(shí)體設(shè)計(jì)，提供了一個(gè)很好的仿真與測試平臺。

軟件無線電是對傳統(tǒng)無線電通信體系結(jié)構(gòu)的一次重大革新。它擺脫了硬件體系結(jié)構(gòu)的束縛，是解決不同通信體制之間互操作問題和開展多種業(yè)務(wù)的最佳途徑，具有巨大的商業(yè)和軍事價(jià)值。開發(fā)虛擬無線電系統(tǒng)可以快速建立軟件無線電原型系統(tǒng)，促進(jìn)對軟件無線電體系結(jié)構(gòu)的深入研究，因而具有理論和實(shí)踐上的雙重意義。

參考文獻(xiàn)

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軟件無線電范文第2篇

關(guān)鍵詞:SDR3G DSPFPGA

中圖分類號:TN91文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-3973 (2010) 01-053-02

1無線電的發(fā)展歷程

無線電的發(fā)展過程是:模擬電路發(fā)展到數(shù)字電路;分立器件發(fā)展到集成器件;固定集成器件到可編程器件;小規(guī)模集成到超大規(guī)模集成器件;單模式、單波段、單功能發(fā)展到多模式、多波段、多功能;各自獨(dú)立的專用硬件的實(shí)現(xiàn)發(fā)展到利用通用的硬件平臺和個(gè)性的編程軟件的實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代,隨著移動通信系統(tǒng)的領(lǐng)域的擴(kuò)大和技術(shù)復(fù)雜度的不斷提高,為了克服技術(shù)復(fù)雜度帶來的問題和滿足應(yīng)用多樣性的需求,特別是軍事通信對寬帶技術(shù)的需求,提出在通用硬件基礎(chǔ)上利用不同軟件編程的方法--軟件無線電,把無線電的功能和業(yè)務(wù)從硬件的束縛中解放出來。

在1992年5月在美國通信系統(tǒng)會議上,Jeseph Mitola(約瑟夫•米托拉)首次提出了“軟件無線電”(Software Defined Radio,SDR)的概念。1995IEEE通信雜志,出版了軟件無線電專集。同年美國軍方提出了軍用的Speakeasy計(jì)劃,即“易通話”計(jì)劃,這個(gè)計(jì)劃主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)美軍新一代無線電戰(zhàn)術(shù)電臺,這種電臺具有多種模式、多種速率、多種調(diào)制方式,多種接口方式和多種信息安全方式。軟件無線電在過去的幾年中從軍方的研究逐漸被民間商用移動通信領(lǐng)域所重視,特別是多頻段、多用戶、多模式兼容及互聯(lián)系統(tǒng),對于未來移動通信技術(shù)特別是在我國3G通信之中的運(yùn)用將會起到很關(guān)鍵的作用。

2SDR的概念、體系和特點(diǎn)

軟件無線電是在一個(gè)開放的公共硬件平臺上利用不同的可編程的軟件方法實(shí)現(xiàn)所需要的無線電系統(tǒng)。理想的軟件無線電系統(tǒng)是一種全部可軟件編程的無線電,并以無線電平臺具有最大的靈活性為特征。全部可編程包括射頻波段,信道接入方式和信道調(diào)制。

理想的軟件無線電主要由天線、射頻前端、寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、通用或?qū)Ｓ脭?shù)字信號處理器以及各種軟件組成。理想的軟件無線電的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖1 理想的軟件無線電系統(tǒng)

SDR的特點(diǎn)

(1) 可重構(gòu)性,即系統(tǒng)功能隨著需求而改變的能力。軟件無線電必須在軟件和硬件兩方面都支持系統(tǒng)重構(gòu),才具有通過改變所運(yùn)行的軟件來定義系統(tǒng)功能的能力。

(2) 靈活性。即系統(tǒng)在不改變軟件和硬件結(jié)構(gòu)的條件下,對可重構(gòu)的適應(yīng)能力。軟件無線電必須能夠被精確配置成各種不同的虛擬設(shè)備,還要支持不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)和新功能。

(3) 模塊化。即將定義系統(tǒng)的各個(gè)任務(wù)分解為相互獨(dú)立的軟件和硬件模塊,這些模塊通過接口以邏輯的方式連接起來形成所需要的系統(tǒng)功能。

3SDR在3G中的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢

3.1A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)

軟件無線電的信號接收原理如圖2.天線接收信號經(jīng)放大,濾波和混頻將射頻(RF)信號變換到中頻(IF),經(jīng)過一級抗混迭帶通濾波后由A/D轉(zhuǎn)換器在中頻進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,在由數(shù)字下變頻器(DDC)將IF抽樣信號變換為DSP芯片可直接處理的數(shù)字基帶信號,DSP完成各種所需的信號處理,并將處理結(jié)果送至用戶終端。發(fā)射過程與此類似,DSP處理后的信號經(jīng)插值處理變換到IF,再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換,IF/RF變換后由天線發(fā)射出去。

圖2基于軟件無線電的信號接收原理

根據(jù)Nyquist采樣定理:采樣速率至少是模擬信號最高頻率的2倍,才能保證原信號被無失真的還原。因此要求大輸入信號的帶寬需要A/D轉(zhuǎn)換器有很高的采樣頻率.另外,有多路信號間的遠(yuǎn)近效應(yīng)而要求A/D轉(zhuǎn)換器有很大的動態(tài)范圍和取樣精度。目前基于軟件無線電的采樣技術(shù)有:過采樣技術(shù)、正交采樣技術(shù)、帶通采樣技術(shù)、并行A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。其中過采樣技術(shù)不僅可以降低前級混疊濾波器,也可以有效提高A/D轉(zhuǎn)換的信噪比。而并行A/D轉(zhuǎn)換采樣可以有效提高采樣分辨率。

不管采用哪一種采樣技術(shù),采樣頻率越高,可恢復(fù)的帶寬潛力越大。因此軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難題和關(guān)鍵點(diǎn)就是A/D轉(zhuǎn)換器的速率和動態(tài)范圍。理想的SDR,A/D變換器的動態(tài)范圍應(yīng)該在100-120db或者16-20位。最大輸入信號頻率在1Ghz和5GHz之間。但是以現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平,不可能達(dá)到這個(gè)要求。目前A/D轉(zhuǎn)換器的發(fā)展趨勢是低功率損耗的單片A/D轉(zhuǎn)換器,但是其分辨率的進(jìn)步相對于采樣速率的進(jìn)步要緩慢的多。但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,將超導(dǎo)和光采樣技術(shù)應(yīng)用于A/D轉(zhuǎn)換器,已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢,其中“快速單通量”RSFFQ是最具突破性的一項(xiàng)技術(shù),該技術(shù)基于超導(dǎo)基本量子機(jī)械特性,說明了離散的量化形式中存在著磁通。在該技術(shù)中,單磁通量子脈沖代表二進(jìn)制值。因?yàn)橐粋€(gè)完整的單磁通量子代表一個(gè)脈沖,所以這種技術(shù)的性能受到輸入信號最大轉(zhuǎn)速率的嚴(yán)格限制。因此可以通過對處理速度與分辨率進(jìn)行折衷的方法來達(dá)到最佳技術(shù)性能。

3.2高速處理模塊DSP或FPGA

SDR能否有效實(shí)現(xiàn)取決于高速處理模塊的數(shù)據(jù)處理速度和精度。傳統(tǒng)的無線電設(shè)計(jì)可采用ASIC、DSP和FPGA器件的組合加以實(shí)現(xiàn),而在軟件無線電設(shè)計(jì)過程之中 ,DSP、FPGA和ASIC之間的功能劃分也在發(fā)生變化。ASIC逐漸提供更多的可編程功能,而DSP和FPGA則開始具備ASIC的傳統(tǒng)處理功能,三者之間的界限正變得日益模糊。因此,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)軟件無線電時(shí),通常參照以下原則:(1)ASIC只需提供可以接受的可編程性和集成水平,通常即可為指定的功能提供最佳解決方案。(2)FPGA可為高度并行或涉及線性處理的高速信號處理功能提供最佳的可編程解決方案。(3)DSP可為涉及復(fù)雜分析或決策分析的功能提供最佳可編程解決方案。例如?北京艾科瑞德科技有限公司于2007年推出的應(yīng)用解決方案FFT-SDR-V4。它采用了美國德州儀器公司最高運(yùn)算能力的DSP和Xinlinx高容量的FPGA(2000萬門),解決了軟件無線電發(fā)展中的瓶頸技術(shù)―信號處理的運(yùn)算能力問題。

FFT-SDR-V4高性能軟件無線電解決方案集成了4路實(shí)時(shí)信號采集通道(每個(gè)通道105M, 14bit)和2路信號生成通道(每路160M, 16bit);同時(shí)配備了2顆Xilinx XC4VLX60 FPGA(800-2000萬門)和TI TMS320C6416(1G)高速DSP芯片共同構(gòu)成了高速實(shí)時(shí)信號處理單元;標(biāo)準(zhǔn)cPCI接口,兼容PCI2.2 64位/66MHz;6U標(biāo)準(zhǔn)尺寸;這些結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)信號吞吐、處理和傳輸能力,是當(dāng)今軟件無線電的最佳解決方案之一。

4SDR在3G中的應(yīng)用前景

隨著近年來軟件無線電技術(shù)的高速發(fā)展和逐漸成熟,全軟件無線電將占據(jù)未來移動通訊系統(tǒng)的核心位置,因?yàn)樗梢允瓜到y(tǒng)開發(fā)者完全通過軟件來靈活地配置和升級無線通信系統(tǒng),從而降低成本和更加快速地應(yīng)對市場的變化,例如從EDGE 升級到EDGE Evolution。Octasic公司近期公布了它的首款基于軟件無線電平臺的GSM,EDGE 和EDGE Evolution 的基站收發(fā)機(jī)(BTS)解決方案Vcolla-BTS,該產(chǎn)品應(yīng)用了該公司突破性的數(shù)字信號處理技術(shù)。而英飛凌科技股份公司近日與SkyTerra和TerreStar 網(wǎng)絡(luò)公司聯(lián)合宣布共同開發(fā)全球首款基于英飛凌的創(chuàng)新軟件無線電(SDR)技術(shù)的多制式移動通信平臺。這種突破性技術(shù)能夠讓用戶采用成本相當(dāng)于陸地蜂窩移動通信終端的大眾市場手機(jī),在北美地區(qū)隨時(shí)隨地建立通信?；赟DR技術(shù)的衛(wèi)星―陸地手機(jī),可支持多種蜂窩和衛(wèi)星通信制式,其中包括GSM、 GPRS、EDGE、WCDMA、HSDPA、HSUPA和 GMR1- 2G/3G等。

SDR使得系統(tǒng)具有靈活性和適應(yīng)性,能夠讓不同的網(wǎng)絡(luò)接口和空中接口共存,能夠支持采用不同空中接口的多模式手機(jī)和基站。隨著SDR和3G技術(shù)的不斷成熟,在不久的將來,新一代移動通信技術(shù)可以提供更有效的多種業(yè)務(wù),最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、 藍(lán)牙、廣播、電視衛(wèi)星通信的無縫銜接并相互兼容。

參考文獻(xiàn):

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[4]劉鳴. 智能天線及其應(yīng)用[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

軟件無線電范文第3篇

關(guān)鍵詞：SDR；汽車無線電；DRM

自Joseph Mitola于20世紀(jì)90年代初提出了軟件無線電(sDR)的概念以來，它一直是人們關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。SDR為無線應(yīng)用的設(shè)計(jì)者解決了很多問題。大多數(shù)這類問題與無線廣播為了實(shí)現(xiàn)全球運(yùn)作必須支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量有關(guān)，并且，同樣重要的是，與支持這些多重標(biāo)準(zhǔn)的成本有關(guān)。

本文說明多重標(biāo)準(zhǔn)車用數(shù)字無線電接收機(jī)概念如何應(yīng)用于七種數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)字調(diào)幅廣播(DRM)；DRM+；數(shù)字音頻廣播(DAB)；DAB+；地面數(shù)字多媒體廣播(T－DMB)；高清調(diào)幅廣播(HD－radio AM)；高清調(diào)頻廣播(HD－radioFM)。

在可行并且高效的情況下，接收機(jī)使用針對每個(gè)數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)的完全嵌入式軟件來實(shí)施數(shù)字信號處理技術(shù)，如濾波、解調(diào)、同步、糾錯(cuò)等。

sDR作為一個(gè)協(xié)處理器與汽車DSP系列配合使用，可用于超高品質(zhì)的AM／FM接收和音頻后處理。專用汽車DsP可提供高集成、強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)的模擬與數(shù)字解決方案，尤其適合汽車行業(yè)應(yīng)用。配合汽車DSP系列的協(xié)處理器概念如圖1所示。

協(xié)處理器概念加上高效數(shù)字無線電接收方案，使汽車DSP經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證的高性能AM／FM接收性能進(jìn)一步得

到擴(kuò)展，可提供高性能、靈活、高效的SDR并支持相同數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)接收機(jī)，用于背景掃描、多音頻，數(shù)字應(yīng)用和視頻應(yīng)用。

數(shù)字調(diào)幅廣播

數(shù)字調(diào)幅廣播(DRM)是一種適合30MHz頻率以下的中、短、長波數(shù)字無線電系統(tǒng)。它具有近FM的音響品質(zhì)，以及數(shù)字傳輸使用方便的特性，在AM方面的改進(jìn)也很突出。

DRM系統(tǒng)采用編碼正交頻分復(fù)用(cOFDM)技術(shù)。所有由數(shù)字編碼音頻產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的信號數(shù)據(jù)均被分發(fā)，以跨越大量緊密排列的載波進(jìn)行傳輸。所有載波均包含在傳輸信道中。采用時(shí)間和頻率交織的方法來減輕多徑干擾所造成的衰減。OFDM和編碼的各種參數(shù)均可以更改，使DRM可以在很多不同的傳播環(huán)境中順利工作。

DRM的最大比特率是72kbps。

DRM系統(tǒng)利用MPEG-4高效高級音頻壓縮(HE-AAC+v2)，以低數(shù)據(jù)率提供高音頻質(zhì)量。此外，碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼(cELP)和諧波矢量激勵(lì)編碼(HVXC)語音壓縮算法則以更低的數(shù)據(jù)率提供僅語音編程，如圖2所示。

DRM+

DRM+表示DRM的后續(xù)開發(fā)，它是波段Ⅰ和波段Ⅱ(FM波段)中數(shù)字無線電傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。并且，OFDM可提供高效頻譜利用和無干擾移動接收。憑借其95kHz帶寬，DRM+適合歐洲使用的100kHzFM模式，因此可以在波段Ⅱ的各個(gè)頻段中傳輸。

最大有效數(shù)據(jù)率高達(dá)每多路186kbps。采用MPEG-4 HE－AAC+音頻壓縮可以將最多4種不同的音頻流，包括另外的數(shù)據(jù)服務(wù)，甚至是視頻流集成到一個(gè)DRM+多路復(fù)用器上。該系統(tǒng)的總體視圖與DRM的相同，即DRM+可“平穩(wěn)”集成到DRM中。

數(shù)字音頻廣播

在20世紀(jì)80年代晚期設(shè)計(jì)數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)時(shí)，最初有五個(gè)目標(biāo)：提供CD品質(zhì)的無線電廣播；提供優(yōu)于FM的車內(nèi)接收品質(zhì)；更有效地使用頻譜；允許通過電臺名稱而不是頻率來調(diào)諧；最后是允許傳輸數(shù)據(jù)。

均源于DAB的DAB+和T-DMB已經(jīng)集成了MPEG-4 HE-AAC+v2音頻壓縮和帶額外交織的Reed－Solomon糾錯(cuò)編碼技術(shù)。

DAB+

DAB和DAB+之間的主要差別在于，DAB數(shù)字無線電廣播采用MPEG-2 Audio Layer Ⅱ音頻壓縮技術(shù)，而DAB＋采用MPEG－4HE-AAC+V2音頻壓縮技術(shù)。

HE-AAC+v2是AAC核心音頻壓縮的擴(kuò)展集。此擴(kuò)展集結(jié)構(gòu)允許使用三個(gè)依賴于比特率的選項(xiàng)：普通AAC，用

于高比特率；AAC和頻譜帶復(fù)制(sBR)，即HE-AAC，用于中比特率；AAC、SBR和偽立體聲(Ps)，即HE-AAC+v2，用于低比特率。

每個(gè)音頻超幀都在能夠?qū)崿F(xiàn)重新配置同步與管理的五個(gè)連續(xù)邏輯DAB幀中傳送。

源自原始系統(tǒng)Rs(255、245、t=5)的Reed-Solomon RS(120，110，t=5)截短碼應(yīng)用于每個(gè)音頻超幀的110字節(jié)部分，以生成一個(gè)錯(cuò)誤保護(hù)包。外部(解)交織器可被120列的區(qū)塊(解)交織器視為一行。DAB+系統(tǒng)的框圖如圖3所示。

T－DMB

根據(jù)ETSI EN 300 401標(biāo)準(zhǔn)，T-DMB也是基于傳統(tǒng)的DAB傳輸系統(tǒng)。這意味著通過向現(xiàn)有DAB系統(tǒng)增加一個(gè)T－DMB視頻編碼器，DAB傳輸即可用于T－DMB傳輸。由于在同一個(gè)系統(tǒng)上提供T－DMB和DAB，因此T－DMB設(shè)備不僅可以接收T-DMB多媒體服務(wù)，還可接收DAB音頻服務(wù)。

T－DMB針對音頻服務(wù)使用比特分片算術(shù)編碼(BsAc)或者HE－AAC＋v2音頻編碼，針對視頻服務(wù)使用高級視頻編碼(AVc)，針對交互式數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)使用二進(jìn)制格式場景(BIFS)。

高清廣播

軟件無線電范文第4篇

1.1硬件平臺

軟件無線電技術(shù)的硬件平臺組成較為復(fù)雜，它主要包括模擬前端、寬帶數(shù)模變換器、寬帶模數(shù)變換器、數(shù)字上下變頻器以及高速數(shù)字信號處理器這五個(gè)部分，其有著模塊化、開放性及可拓展性等優(yōu)勢。該平臺的數(shù)據(jù)源可以是文字、聲音和視頻等，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行信息道編碼和信息源編碼，而且可以采用多路方式對其進(jìn)行訪問，然后對其進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。值得注意的是，不同系統(tǒng)下的不同調(diào)制方式，應(yīng)盡可能采用能夠兼容的方式。

1.2軟件平臺

數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)采用的是分層軟件體系，其包括DSP指令、函數(shù)庫、信號流變換庫、小波與濾波的變換、調(diào)制算法庫、編碼算法庫、信道糾錯(cuò)編碼庫及各種無線電信令規(guī)程庫等。

1.3關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代的無線電已經(jīng)是將計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)融合為一體的新技術(shù)。首先，寬帶多頻段是其核心技術(shù)，軟件無線電技術(shù)的工作寬帶一般是1Mhz到3Ghz，如果其天線采用傳統(tǒng)方法，由于天線長度的影響，會對信號的傳輸產(chǎn)生影響。其次，采用數(shù)模和模數(shù)技術(shù)，將兩者的轉(zhuǎn)換器靠近天線，并將其移到RF前端，對較高頻段的信號進(jìn)行數(shù)字化，這個(gè)過程需要對工作寬帶和模數(shù)采樣頻率進(jìn)行較高的要求。另一方面，環(huán)境的復(fù)雜性對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速率和寬帶都提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求其動態(tài)范圍較大，在寬帶達(dá)到要求時(shí)，也應(yīng)注意ADC是否具有較高的采樣率。最后，DSP技術(shù)和高速數(shù)字處理技術(shù)也是軟件無線電的核心技術(shù)之一，數(shù)字信號在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后，DSP軟件將繼續(xù)對其進(jìn)行處理，因此說軟件無線電技術(shù)的關(guān)鍵是數(shù)字處理能力。硬件技術(shù)和軟件技術(shù)是影響無線電技術(shù)的重要因素，目前軟件無線電技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用由于受到硬件技術(shù)的限制，特別是在木塊分化方面，因此應(yīng)加強(qiáng)硬件技術(shù)的改進(jìn)，為軟件技術(shù)提供一個(gè)廣闊的發(fā)展平臺。

2數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字廣播電視的基本原理就是將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，實(shí)現(xiàn)其完美過渡。將A/D變換器靠近射頻天線以盡早獲取模擬信號，隨后將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號是軟件無線電技術(shù)的基本思路。無線電技術(shù)以數(shù)字廣播電視為載體，在產(chǎn)生數(shù)字信號后，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)化為模擬信號。軟件無線電技術(shù)以較強(qiáng)的靈活性，通過升級去完成對一些關(guān)鍵技術(shù)的突破。

2.1DRM的發(fā)展

由于數(shù)字化媒體的快速發(fā)展及調(diào)頻廣播競爭的加強(qiáng)，許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始了調(diào)頻廣播數(shù)字化的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)前數(shù)字信號和模擬信號同時(shí)存在，可以借助無線電技術(shù)對模擬設(shè)備進(jìn)行研制。隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，為了提升無線電廣播的質(zhì)量，可以將數(shù)字廣播與資源有效結(jié)合起來。

2.2DRM中無線電技術(shù)的應(yīng)用

由于廣播的寬帶較窄，信號的動態(tài)范圍較大，在實(shí)際應(yīng)用中對其方案的選擇應(yīng)慎之又慎?？梢詫σ粋€(gè)寬帶變頻模塊進(jìn)行增加，將其增加到A/D/A天線間，使信號由全頻變?yōu)橹蓄l帶，然后對中頻帶信號的預(yù)定功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.3DRM發(fā)射機(jī)中軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

相比較接收機(jī)，發(fā)射機(jī)的研制顯得更為復(fù)雜，發(fā)射機(jī)一般包含三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，其中的調(diào)制子系統(tǒng)和數(shù)字編碼負(fù)責(zé)對數(shù)字信號和相位的處理，而模擬處理子系統(tǒng)則更多的被應(yīng)用于調(diào)相符號或幅相符號的轉(zhuǎn)換上，功率放大以及信號的發(fā)射則依靠發(fā)射子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

2.4數(shù)字電視接收系統(tǒng)

當(dāng)前廣泛采用的是中頻數(shù)字化結(jié)構(gòu)，其原理是通過多頻段的天線將數(shù)字信號傳送到RF部分，隨后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過數(shù)字上下變頻器，其將信號傳送給DSP進(jìn)行處理。在以軟件無線電技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字電視接受系統(tǒng)，首先要通過模擬變頻對信號進(jìn)行處理，使其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號相適應(yīng)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理后，其輸出為基帶信號，然后數(shù)字變頻對寬帶內(nèi)的信號進(jìn)行正交變頻，使其成為與信號帶寬相適應(yīng)的數(shù)字信號，這種信號要能夠被HDTV處理。在實(shí)際中，為了提高數(shù)據(jù)的處理速度，常常采用較多的處理器模塊。而在軟件無線電技術(shù)中，都是采用軟件對算法進(jìn)行處理，通過軟件的升級來增加新的功能，而HDTV接收機(jī)正是以軟件無線電原理為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上，其不僅可以產(chǎn)生能夠適應(yīng)多種編碼速率的數(shù)字電視信號，而且其自身的系統(tǒng)升級能力也較強(qiáng)。HDTV實(shí)現(xiàn)新制式的播放方法對軟件無線電技術(shù)降低成本具有較大的幫助。

2.5軟件無線電技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)和3G時(shí)代，信道調(diào)制方式會極大影響數(shù)字廣播電視的發(fā)展，因此需要引進(jìn)新的無線通信技術(shù)。當(dāng)下用戶需要的是多層次配置，而軟件無線電技術(shù)中正是一種優(yōu)質(zhì)資源，依靠其實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的最佳配置，改變以往的追求統(tǒng)一性的調(diào)制方式，努力建立一個(gè)開放性的平臺，通過平臺上軟件的升級來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的各種特征。

3結(jié)束語

軟件無線電范文第5篇

關(guān)鍵詞：軟件無線電 DSP 數(shù)據(jù)信號處理

中圖分類號：TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0010-01

企業(yè)和社會對技校學(xué)生（技工）要求越來越高，掌握無線電設(shè)計(jì)可以綜合的提升學(xué)生綜合知識能力，是學(xué)生應(yīng)該掌握的一項(xiàng)課程，特此為技校生設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)軟件無線電系統(tǒng)一套。軟件無線電的基本思想是建造一個(gè)通用、標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件平臺并且使ADC和DAC轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線（使得系統(tǒng)具有很高的機(jī)動性，很好的與其他器件進(jìn)行溝通），通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)無線電的各種功能，如：通信協(xié)議、工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型等。其核心是把硬件作為無線通信的基本平臺，把盡可能多的通信功能用軟件實(shí)現(xiàn)。一般來說，軟件無線電系統(tǒng)應(yīng)該具有較強(qiáng)的靈活性，通過軟件的更新、加載、增加新功能，都可以輕易的實(shí)現(xiàn)。

1.軟件無線電結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用射頻直接帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)的軟件無線電的就是把射頻全寬帶低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)的軟件無線電的模數(shù)轉(zhuǎn)換器前，使用了相對較窄帶寬的電調(diào)濾波器。然后，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要的帶寬進(jìn)行采樣。這樣降低了射頻直接帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)的軟件無線電對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣速率要求，同樣也大幅度降低了對DSP處理信號的速度。但是在實(shí)際制系統(tǒng)時(shí)，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率要求還是較高的。

2.軟件無線關(guān)鍵技術(shù)

近年來對軟件無線電技術(shù)的掌握有了很大的進(jìn)步，但其中還有一些關(guān)鍵技術(shù)尚未得到很好的解決。這些技術(shù)包括高速A/D、DSP數(shù)字處理、射頻前端、天線技術(shù)等問題，可以說這些技術(shù)決定著軟件無線電的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)。隨著為電子技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的發(fā)展趨勢。

2.1天線技術(shù)

我們通常使用的天線只能接收發(fā)射特定的頻段信號――工作在特定頻段，而理想軟件無線電的天線在理論上是能覆蓋全部頻段的。寬帶天線技術(shù)是現(xiàn)在技術(shù)水平無法達(dá)到的，但是，它卻是是最適合解決理想軟件無線電的天線技術(shù)的方案。為了軟件無線電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，可采用多頻天線的方法去實(shí)現(xiàn)。它使得天線不必覆蓋所有頻段，利用軟件無線電的可編程特性，只要覆蓋不同頻率的幾個(gè)窗口。智能天線在軟件無線電的發(fā)展過程中起到了一定的推動作用，智能天線是軟件無線電技術(shù)和固定天線技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時(shí)軟件無線電也為智能天線的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展提供了可行的平臺。

2.2ADC和DAC轉(zhuǎn)換技術(shù)

ADC和DAC轉(zhuǎn)換裝置在軟件無線電中起著最關(guān)鍵的作用，可以說軟件無線電的核心就是它，軟件無線電的軟件化程度就是由它反映出來。其中ADC的性能怎么樣更是制約著軟件無線電整體性能的提高，DSP的處理速度和處理方式直接受它影響。輸入信號頻率范圍可以從是1GHz到5GHz。但是，當(dāng)前的技術(shù)水平是很難達(dá)到這些技術(shù)要求。單對性能指標(biāo)要求：為了在信號恢復(fù)時(shí)減小失真，要求ADC有較高的分辨率和采樣率，一般采樣精度必須在100-120dB范圍內(nèi)。另外，還要求大的線性動態(tài)范圍，一般要求軟件無線電的ADC變換器的動態(tài)范圍是16到20位之間，從而減少互調(diào)失真，使軟件無線電能夠從強(qiáng)干擾信號中檢測出微弱的有用信號?，F(xiàn)有的ADC還無法滿足軟件無線電的整體性能需求。為了組建系統(tǒng)并使系統(tǒng)達(dá)到要求，可以使多個(gè)ADC進(jìn)行并聯(lián)的方法。

2.3數(shù)據(jù)信號處理

軟件無線電的數(shù)據(jù)處理核心是DSP，它是軟件無線電的核心部件之一，同時(shí)也是一個(gè)主要瓶頸。其數(shù)據(jù)處理速度和精度是限制并直接影響軟件無線電的關(guān)鍵問題。信號的調(diào)制解調(diào)和數(shù)字語音的編碼，都可以用單個(gè)DSP來實(shí)現(xiàn)。如果單個(gè)DSP處理數(shù)據(jù)的能力達(dá)不到要求時(shí)，可采使用多個(gè)DSP芯片并行來提高運(yùn)算處理能力。進(jìn)入21世紀(jì)，DSP在各方面性能都有了質(zhì)的飛躍，例如TI公司在2001年推出了主頻600 mHz的C64系列。2003年推出的TS201：處理能力為3.6GILOPS，主頻可達(dá)到600 mHz，是處理能力很強(qiáng)的浮點(diǎn)DSP之一。TI公司于04年生產(chǎn)的TMS320C6416，其速度能達(dá)到1.1GHz，它是目前少數(shù)突破1GHZ的DSP之一。

3.硬件搭接

本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖見圖1。它是一個(gè)最小化的軟件無線電系統(tǒng)，僅僅實(shí)現(xiàn)軟件無線電的最基本的功能，而且為了說明軟件無線電的主體功能和保障論述和閱讀的方便性，在框圖中，把ADC和DAC轉(zhuǎn)換的品振和電源部分全部省略，為DSP提供能量的電源芯片也省略不提。本圖只把信號的流程和主要功能體現(xiàn)出來。

4.調(diào)制解調(diào)

軟件無線電中實(shí)現(xiàn)各種調(diào)制信號的作法跟常規(guī)方法是不同的，它是以一個(gè)通用的數(shù)字信號處理平臺為基礎(chǔ)的。軟件無線電中，其所需的調(diào)制解調(diào)方式都是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的，不存在像過去的那種普通無線電。如果要實(shí)現(xiàn)一種甚至多種的調(diào)制解調(diào)信號在無線電中同時(shí)存在，不但意味著無線電的設(shè)計(jì)會十分繁瑣，設(shè)備的重量會很重而且體積也會超大，非常不利于攜帶。現(xiàn)在的軟件無線電是利用已經(jīng)編好的程序塊來進(jìn)行相應(yīng)頻率信號的調(diào)制解調(diào)，采用這種方式就可以解決以往普通無線電的升級和增加新功能十分困難的問題。這樣，軟件無線電對比普通無線電就具有更高的利用價(jià)值，可以輕易升級，并且降低生產(chǎn)成本，使用周期長在當(dāng)今的通信領(lǐng)域中，通信信號的種類如過江之鯽。但是，各種各樣的通信信號從理論角度上講都可以通過正交調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)。