所谓软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR),便是选用数字信号处理技能,在可编程操控的通用硬件平台上,运用软件来界说完结无线电台的各部分功用:包括前端接纳、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到操控协议部分悉数由软件编程来完结。
其中心思维是在尽或许接近天线的当地运用宽带的数字/模仿转化器,尽早地完结信号的数字化,然后使得无线电台的功用尽或许地用软件来界说和完结。总归,软件无线电是一种根据数字信号处理(DSP)芯片,以软件为中心的簇新无线通讯体系结构。
软件无线电的中心是以一个通用硬件平台上,通过软件编程来完结无线电台的各种功用。天线后端把高频信号数字化处理,进行A/D和D/A改换,后边的模块完结功用的软件化。软件无线电着重体系结构的开放性和全面可编程性,通过软件的更新改动硬件的装备结构,完结新的功用。软件无线电选用规范的、高功能的开放式总线结构,以利于硬件模块的不断晋级和扩展。软件无线电的根本组成结构,如图1所示。
图1 软件无线电结构框图
软件无线电首要由天线、射频前端、高速A/D-D/A转化器、通用和专用数字信号处理器、低速A/D-D/A转化器以及各种接口和各种软件所组成。软件无线电的天线一般要掩盖比较宽的频段,比方1MHz~2000MHz,要求每个频段的特性均匀,以满意各种事务的需求。例如可为VHF/UHF的视距通讯、UHF卫星通讯,HF通讯作为备用通讯办法。
在发射时RF部分首要完结滤波、功率扩大等使命,接纳时完结滤波、扩大等功用。因完结射频直接带通采样,要求A/D转化器有满足的作业带宽(例如2000MHz以上),较高的采样速率(一般在60MHz以上),并且要有较高的A/D转化位数,以进步动态规模。现在8位A/D转化器的作业带宽已做到1500MHz以上。
模仿信号进行数字化后的处理使命全由DSP和专用的可编程处理器的软件来承当。为了减轻通用DSP的处理压力,一般把A/D转化器传来的数字信号,通过专用数字信号处理器材(如数字下变频器DDC)处理,下降数据流速率,并把信号变至基带后,再把数据送给通用DSP进行处理。通用DSP首要完结各种数据率相对较低的基带信号的处理,比方信号的调制解调,各种抗搅扰、抗式微、自适应均衡算法的完结等。还要完结经信源编码后的前向纠错(FEC),帧调整、比特填充和链路加密等算法。也有选用多DSP芯片并行处理的办法,以进步其处理的才能。
软件无线电具有如下的特色
榜首、具有很强的灵活性,软件无线电可以通过添加软件模块来添加新的通讯功用。可以通过调用不同的软件,转化不同的通讯办法,完结与其他无线电台的通讯,并可作为其他电台的射频中继。
第二、具有极强的开放性。软件无线电选用规范化、模块化的结构,其硬件可以跟着器材技能的开展而更新或扩展。软件无线电不只能和新体系电台通讯还能与旧体系电台兼容,延伸了无线电台的生命周期。
软件无线电的丈量
1.发射机测验:首要测验发射机宣布信号的质量。首要测验目标:矢量调制差错,输出功率,频谱参数等。
2.接纳机测验:
a. 接纳机逻辑功用测验:
验证接纳机在抱负作业环境中,其接纳算法无逻辑过错。例如,其通讯制式是QAM16,将中等强度的信号鼓励接纳机,在接纳机输出端查看是否得到正确的发送数据,然后验证其接纳算法是正确的。
b. 接纳机实在野外作业测验:
接纳机在野外作业中,其周围电磁环境极端杂乱,如:多台发射机一起作业时,接纳机或许会被强电磁信号所堵塞,不能正常作业。别的,发射机宣布的信号通过杂乱的环境途径传到接纳机,这时的信号不只包括有用信号,还有噪声信号,以及多径信号等等。假如接纳算法强壮,那么,在如此杂乱环境的环境中,接纳机还能正常作业。在电子对抗环境中,空中还存在敌方的搅扰信号与假信号,要求接纳算法要可以正确辨别。
3. 数字信号处理系统的测验:如图2所示。
图2 SDR数字信号处理系统的测验
动态探头处理了FPGA内部信号的勘探问题,为了进一步验证FPGA内部的调制解调算法的功能,运用数字VSA的计划,即可以结合强壮的89601软件进一步对各模块的数字调制信号进行矢量解调剖析。