软件无线电的特点
软件无线电的主要特点归纳如下:
(1)具有很强的灵活性。软件无线电可以通过增加软件模块,很容易地增加新
的功能。它可以与其它任何电台进行通信,并可以作为其它电台的射频中继。可以通过无线加载来改变软件模块或更新软件。为了减少开支,可以根据所需功能的强弱,取舍选用的软件模块。
(2)具有较强的开放性。软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构,其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展。软件也可以随需要而不断升级。软件无线电不仅能和新体制电台通信,还能与旧式体制电台相兼容。这样,既延长了旧体制电台的使用寿命,也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。
软件无线电的应用
1.软件无线电在蜂窝移动通信系统中的应用
在蜂窝移动通信系统中,若基站和移动终端都采用软件无线电结构,则系统的硬件平台可由标准的功能模块搭建,硬件功能由软件定义。射频频段、信道访问模式及信道调制都可编程。软件无线电通过硬件平台安装不同的软件,完成不同的功能,因此可在不改变硬件设备的条件下,通过软件升级来实现系统功能。
在我国向ITU提交的第三代移动通信提案TD-SCDMA中就采用了软件无线电技术。TD-SCDMA结合了软件无线电、智能天线、联合检测技术及全质量话音压缩编码技术等通信新技术,具有先进性。软件无线电技术在TD-SCDMA系统中的实现包括:直接序列码分多址的调制和解调;联合检测和控制;采用IS-95或G.729标准,实现编码速率8kbps;智能天线;用户定位;空中接口物理层;基带预失真,以降低对收发信机线性的要求;自动控制频率、发射功率、接收增益和时延。TD-SCDMA系统的基站和终端设备采用高速DSP和高速A/D变换器。
2.软件无线电与联合检测
TD-SCDMA中实现了软件无线电结构的智能天线和联合检测(JD:Joint Detection)技术的有机结合。目前,我国大唐电信和德国西门子联合开发的TD-SCDMA试验系统已经研发成功。
联合检测的过程是:首先分别对8元天线阵接收信号利用专门定义的训练序列midamble来做解相关,得到对移动信道的估计,然后对每个时隙中的所有扩频用户单元信号同时进行联合检测消除MAI。TD-SCDMA系统基站BTS接收端相当于使用了一个级联结构的时空域自适应滤波器,系统的抗干扰性能有很大提高。
考虑到智能天线波束赋形速度的要求和具体的系统性能要求等因素,上行链路没有使用自适应波束赋形算法,而是简单地采用了等增益合并法,实际上这也能起到一定的空间滤波作用。又因在TD-SCDMA系统中,上行链路和下行链路具有相似的信道特性,所以TD-SCDMA系统能够把上行链路联合检测过程中获得的冲击响应估计值应用于下行链路,用类似于最大功率合成的方法实现下行智能天线自适应波束赋形算法。
3.软件无线电的分层体系结构
Joseph Mitola提出了一种基于隧道的软件无线电分层虚拟机参考模型,最底层的硬件平台由普通处理器与具有指令集的ASIC及FPGA组成,它包括设备驱动、中断子程序、任务控制、资源分配与相关的操作系统服务。无线基础结构层支撑着资源管理、定时和频率分配、中间件和隧道,允许独立的电脑软件(如Java)模块在系统平台上升级,同时隧道技术使软件模块可方便地载入ASIC和FPGA。无线应用层包括代理、同级控制算法,信道状态机控制静音、同步、保密和数据传输,可以方便地接入各种无线工作模式。通信服务层通过建立连接和插入代理实现。这种软件无线电分层虚拟机提供了向理想软件无线电发展的基础。
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