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软件无线电技术的可观前景

已有 94 次阅读  2018-04-27 14:30   标签软件无线电 
软件无线电(SDR)的开发进度依赖于许多元器件和软件的改进。尽管如此,电子行业一直致力于解决增强型SDR技术所面临的挑战。软件无线电这个名字很好地阐述了这些无线电设备的工作模式:能够通过软件代码修改硬件元器件的性能。但实现这个目标仍需要高性能的模拟和数字元件:比如相应的低噪声放大器(LNA)和数据转换器,以及系统级配置,用于在不同制造商生产的SDR之间实现互操作性。这些无线电设备一般工作在2MHz至2GHz频率范围。 
软件无线电技术现在是蜂窝通信网络等商用市场的重要组成部分。但这种技术的发展很大程度上归功于时断时续的美军联合战术无线电系统(JTRS)计划。这个计划的目标是用某种形式的通用软件可编程无线电设备替代现有的模拟战术无线电设备。其面临的挑战是,除了提供不同军用网络之间的互操作性外,还要确保通信的安全性。 
JTRS计划得到了不少最大型的军事承包商的支持,包括波音公司(Boeing)在JTRS网络的地面移动无线电(GMR)版本方面付出的努力,以及Lockheed-Martin公司在JTRS无线电系统的空海版本上做的工作,后者也被称为空中/海上固定站(AMF)JTRS无线电。JTRS无线电系统基于软件通信架构(SCA),这是一种定义了软硬件如何协调工作的开放架构框架。 
遗憾的是,波音公司的延迟和成本超支导致去年晚些时候JTRS计划中涉及该公司的部分被迫取消(虽然合同计划是到2012年3月截止)。波音公司是与Northrop-Grumman、Rockwell Collins、BAE Systems和Harris RF Communications公司一起开发这些高性能的GMR JTRS无线电系统的。当然,JTRS计划中军队部分内容的消减可以追溯到相关的未来战斗系统(FCS)计划,后者是一项旨在为未来士兵带来高科技的庞大且昂贵的计划。FCS计划已于2009年被迫取消。 
美国国防部(DoD)认为,波音JTRS无线电系统的一些问题与试图在硬件相对受限的无线电设备中支持宽范围的复杂波形有关。举例来说,美国军队为这些可编程无线电系统开发了两种波形——士兵无线电波形(SRW)和宽带网络波形(WNW),用于实现可靠且安全的通信。 
基于SRW的无线电系统被设计为以分配的1.2MHz带宽工作,而WNW无线电系统的最佳工作带宽是3MHz或5MHz。但这些波形都是内存/计算密集型波形。波音公司发现,很难以极具成本效益的方式提供能够同时支持所有这些波形与网络的软件无线电系统。 
从20世纪90年代软件无线电概念最早出现以来,美国国防部对软件无线电技术如何适应战场的观念发生了很大变化。最近,JTRS计划的军队联合计划办公室将对JTRS无线电开发的兴趣提升到了全功能认知无线电系统(参见army.mil/articles),后者还包含软件定义天线(SDA)。 
认知无线电可以被认为是软件无线电的进一步发展,它使用了一种称为动态频谱接入(DSA)的技术。这种技术允许软件无线电设备自动检测并使用工作区内的可用带宽,还能改变自己的发射和接收特性来适应可用的频谱。理论上,与标准无线电台甚至JTRS电台相比,采用DSA技术的SDR具有更高的效率,能够更高效地利用有限的频谱资源。JTRS认知无线电设备还需要使用一种称为频谱分段的技术,这样,大带宽的波形就可以被扩展到带宽的各个可用部分。 
当然,并不是所有SDR技术都是军用的,商用通信提供商也很快发现了拥有软件可定义无线网络的好处。一家名为嘉兆科技就致力于发展下一代无线电技术,其中包括软件无线电。另外,SDR-BR是一个对SDR感兴趣的业余无线电研究人员和实验人员组成的小组。 
SDR技术的商业用途非常广,有许多从元件到系统级的新产品都采用了SDR技术。通信设备与服务提供商阿尔卡特-朗讯(Alcatel-Lucent)就在SDR和多载波功放(MCPA)技术基础上开发了多载波远程无线电头端(MC-RRH)设备。这种设备已经成为阿朗公司组合式无线接入网的一个构建模块。MC-RRH模块可以帮助运营商同时处理两种不同的技术,单个模块就能支持长期演进(LTE)和多入多出(MIMO)技术。 
关键字:嘉兆科技、测试测量
嘉兆公司拥有40年测试测量行业经验,专业的销售、技术、服务团队,在众多领域都非常出色,包括:通用微波/射频测试、无线通信测试、数据采集记录与分析、振动与噪声分析、电磁兼容测试、汽车安全测试、精密可编程测量电源、微波/射频元器件、传感器等,并分别在深圳、北京、上海、武汉、西安、沈阳、珠海、成都设有全资分公司、生产工厂、办事处。

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