1.2.1 软件无线电
在现代通信技术中,无线通信与移动通信无疑是发展最快、应用最广的技术之一。无线通信与移动通信技术的发展,为我们当今的生活带来了极大的改变。
随着通信进入数字技术时代,数字通信系统已经成为我们当今主要的通信系统。数字信号处理成为了解决通信问题的最佳方法。
1. 软件无线电的含义
面对越来越多的各种通信设备,我们需要一种软件无线电技术。有了这种软件无线电技术,只需配置一个无线电硬件设备,就可以实现任何通信应用。
例1-6 采用软件无线电技术的通信设备。
解 采用软件无线电技术以后,一种无线电硬件设备就可以实现手机、卫星接收机、收音机等多种设备的通信功能,如图1-6所示。
图1-6 采用软件无线电技术的无线电设备
采用软件无线电技术,可以用一种无线电设备,实现多种通信需求。这就像用一台个人计算机,通过运行不同的软件,就可以完成各种功能一样,如表1-2所示。
表1-2 软件无线电设备与个人计算机的对比
2. 软件无线电的定义
1992年,美国MITRE公司的Joseph Mitola III首次明确提出了“软件无线电”的概念。他给出的软件无线电的定义为:
定义1 软件无线电是多频带无线电,它具有宽带的天线、射频转换,模/数和数/模变换,能够支持多个空中接口和协议,在理想状态下,所有方面(包括物理空中接口)都可以通过软件定义。
这个最初的定义,明确提出了软件无线电的概念,给出了软件无线电的基本含义和理想结果。
软件无线电论坛(www.sdrforum.org)给出的软件无线电定义为:
定义2 软件无线电是一种新型的无线电体系结构,它通过硬件和软件的结合,使无线网络和用户终端具有可重配置能力。
软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而相当经济的解决方案,可以通过软件升级来实现功能的提高。
软件无线电可以使整个系统(包括网络和用户终端)采用动态的软件编程对设备进行重配置。也就是说,相同的硬件可以通过软件定义来完成不同的功能。
3. 软件无线电的特点与核心思想
软件无线电论坛的定义,比较全面地描述了软件无线电的特点:
(1)三多,即多频段/多模式/多功能(Multiband/Multimode/Multirole,M3);
(2)两可,即可重配置/可重编程。
这里的“多频段”是指:软件无线电可以工作在很宽的频带范围内;“多模式”是指:软件无线电能够使用多种类型的空中接口;“多功能”是指:软件无线电采用相同的无线设备可以实现不同的功能。“可重配置”是指:软件无线电系统的操作软件可以重新配置,以实现不同功能;“可重编程”是指:软件无线电系统的硬件可以重新编程,以完成不同的任务。
上述定义也给出了实现软件无线电技术的核心思想:
(1)采用开放的、标准化的、通用的硬件平台;
(2)使宽带模/数转换器、数/模转换器尽可能地接近天线;
(3)用软件实现尽可能多的无线电功能;
(4)通过软件实现系统功能的设置与升级。
利用上述思想构建的无线电系统,就可以使得系统具有多频段、多模式、多功能的通信能力。
进入21世纪,软件无线电已经被视为继数字通信技术、移动通信技术之后的通信领域的第三次重大技术进步。