軟體定義無線電

軟體定義無線電

軟體定義的無線電 (sdr) 是無線電廣播通信技術,它基於軟體定義的無線通信協定而非通過硬連線實現。換言之,頻帶、空中接口協定和功能可通過軟體下載和更新來升級,而不用完全更換硬體。它是針對構建多模式、多頻和多功能無線通信設備的問題提供有效而安全的解決方案。

等級

第0級為不可改變的數字硬體無線電。  第1級為軟體控制無線電(scr),軟體可以改變一些功能(例如功率水平和互連方式),但不進行調製或者頻率操作。  第2級使用軟體對調製、寬/窄帶、安全、波形產生和檢測進行控制,但通常受到頻率的約束。  第3級為理想的軟體無線電(isr),在接收端或發射端無需任何下變頻或上變頻轉換,它完全可程式。  第4級為終極軟體無線電(usr),它完全可程式,但能同時支持廣泛的頻率和功能(雙路、gps、視頻、智慧卡及衛星等)。

需求

移動通信中,sdr的3g手機的需求包括:(1) 覆蓋 (基本的無線電接入技術加顯著的多樣性和功率控制);(2) 減輕干擾(智慧型天線);(3) 無線電資源控制 (可變比特率技術);(4)話音、數據、多媒體服務 (自動解碼和多運送無線);(5) 服務等級(gos);(6) 服務質量(qos)。

實現內容

實現sdr的關鍵問題包括:資源接入,世界性的互操作,終端和網路控制,控制、傳輸、管理中的安全,跨波段、跨模式的互處理通信,跨網路的智慧型及資源的分配。革新頻譜利用,按需要接入寬頻信道(mbps),自適應性多媒體內容。以及軟體控制的rf元件、新的無線空中接口和硬體/軟體的革新。

技術問題

主要技術問題有:寬頻rf,寬頻高解析度adc/dac,高性能數位訊號處理器(dsp、fpga等),以及軟體等。

套用

軟體定義無線電(sdr)被廣泛套用於許多軍事套用,而在商業套用中也不乏它們的身影,特別是在業餘無線電和短波無線電設備市場中。這種無線電技術採用數位訊號處理(dsp)代替那些曾由模擬硬體執行的功能,因此不僅可以在許多不同的現有無線電平台間實現靈活的互操作,而且在必要時,能夠定義和修改定製波形以維持戰術通信中的高度安全性。

發展前景

移動通信由於2g向2.5和3g的演進時其系統的複雜度和服務的完善度在不斷演化,對採用sdr的成本權衡有利。因為基於傳統硬體設計的2g移動通信為了支持這種演化,要求重新設計和更新2g數字無線電的硬體。而基於sdr的2g系統,在保留它的完整性的同時,將基於軟體性能的提高及支持可用的插入技術而使空中接口的物理層和網路層進化。所需要的是在提高軟體無線電節點的靈活性與所投入的成本之間進行權衡。  關於2g系統的手機,其成本權衡取決於多模式工作的數目、adc/dac和dsp的能力。當不同工作模式的數目超過4個時,基於典型寬頻sdr實現的手機就比基於asic實現的手機更為合算。關於基站的成本權衡,是有利於sdr的實現。  因此,作為3g和4g移動通信中關鍵技術之一的軟體無線電技術,將具有廣闊套用前景。

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