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无线电技术论文范文1
当前的信息技术领域，尤其是通信领域正在进行着突飞猛进的发展，各种技术体制层出不穷，其大趋势便是传统的模拟系统彻底转变为数字系统，在此期间，无线通信的发展也同样方兴未艾，基于软件的广电系统也在其中。
1.1基于软件的广电系统
软件无线电的最大特色在于其在底层硬件的支持之下，以软件编程的模式来完成传统广电系统的所有技术功能，从而一举改变了传统的仅仅依赖硬件的方案。基于软件的广电系统正是通过此原理来构建的数字化技术的广电系统。最重要的核心模块是“数字电视（广播）通用调制”模块，其主要功能一方面能够进行所有类别的广播电视数字信号的产生，还包括为原始信号插入各类辅助功能信号，例如同步信号、时钟信号以及纠错冗余信号等等。通过灵活的软件编程，一方面能够方便地产生所需的各种格式的数字信号，从而使之能够和各类底层协议模块相互匹配，另一方面也能够较方便地进行升级换代，和几乎所有的主流传输介质相兼容。如果体制中增加了新的编码模式，则不必更换硬件模块，只需在软件方面进行接口和协议的改动即可完全适应新的方式，因此设备的升级换代变得非常方便，节约了投资，设备的研发周期也大大缩短，新的功能能够灵活地加入进来。在具体的技术实现方面，由于当前的光电通信底层网络已经拥有很高的传输速率与很高的带宽水平，而当前的各类硬件价格正在不断下降，升级更新周期也逐渐缩短，因此应该将灵活的软件模块与固有的硬件模块进行协同配合设置，以实现技术收益的最大化。结合当前的信息技术现状，假若将整个的系统均交由软件来设计与实现，则软件的执行对于CPU等资源的耗费是必须考虑的。因此在全面考虑之下，其可行的方案为：
（1）底层信息传输系统以模块化的方式进行构建，由不同的模块提供针对性的软件接口，共同构建信道系统，主要有调制解调模块、频率分配模块、编译码模块等等，这些模块均接受中央处理单元的控制，软件的使用主要体现在对信息传输系统的参数设置方面，例如调制解调模式的设置与选择、信道编解码方式的设置于选择、信道加密解密模式的确定等等。
（2）具体模块在实现方面则选择硬件与软件配合使用的模式，将各类负载合理地分配在软件单元与硬件单元之上，为了减少软件对于资源的消耗，可以在硬件方面做出一些调整，例如增加一些可编程芯片等。
1.2基于软件的数字电视系统
当前，我国比较通行的数字电视主要存在着DVB-S，DVB-C以及DVB-T等制式，而且由于用户的原因，数字电视将在很长的一段时期之内同时兼容各类制式。这些情况也直接体现在我国目前的主流数字电视接收机的厂商中，当前的机顶盒也充分考虑了多种制式的现象，这也能够推进我国数字电视的推广速度，使其覆盖范围扩大，使用户的投入减少。构建的数字电视系统，能够结合不一样的传输制式，来为其加载相对应的软件单元，从而实现终端与传输底层协议的匹配，已经被证实是一种比较可靠的实现方法和解决方案。目前对这种技术进行推广的主要阻力来自于成本问题，由于数字电视最终归属于普通的家电类商品，如果定价偏高则会鲜有人问津。而随着微电子技术突飞猛进的发展，不少产品的成本正在逐步降低，因此给予软件的数字电视产品最终会通过市场来反哺其研发，实现良性的循环。
2结束语
无线电技术论文范文2
关键词：移动电子商务；英特网；无线接入技术；3G
引言
英特网（Internet）和移动通信技术的出现，改变了人们传统的生活、工作模式，打破了时间、地域的限制。移动电子商务（M-commerce）是通过移动通信技术与英特网有机结合所进行的电子商务活动。移动电子商务作为一种新型的电子商务方式，充分利用了移动无线网络的优点，是对传统电子商务的有益的补充，具有非常广阔的发展前景。近十年来，推动移动电子商务发展的技术不断涌现，这些技术主要包括：无线应用协议（WAP）、移动IP（MobileIP）、蓝牙技术（Bluetooth）、无线局域网（WLAN）、通用分组无线业务（GPRS）和第三代移动通信系统（3G）等。
一、移动电子商务
1.移动电子商务的定义及特点
目前，业界还没有对移动电子商务的定义形成权威的、一致的认识，人们从不同的角度提出了不同的见解，这些见解各有不同出发点和含义。从技术的角度看，移动电子商务可看做电子商务的一个新的发展分支；但从应用的角度来看，移动电子商务是对有线电子商务的整合与发展，是电子商务发展的新形态。一般而言，移动电子商务的定义应包含“商务活动”、“英特网”和“无线网络技术”三部分。文献[1]将移动电子商务定义为：“消费者在支持英特网的无线通信网络平台上，借助移动的智能终端设备，完成商品或服务的购买或消费行为的社会经济活动。”可见，移动电子商务可以定义为：通过移动的智能终端设备、无线网络和英特网结合所进行的电子商务活动。
通过移动电子商务，消费者可真正突破“时空限制”，随时随地获取所需的服务、应用、信息和娱乐。和传统基于英特网的电子商务相比，移动电子商务具有以下几个显著的特点：（1）交易不受时间和地点的限制；（2）移动终端拥有者的身份相对固定，可方便的向消费者提供个性化移动交易服务；（3）通过移动定位技术，可以提供与位置相关的交易服务。
2.推动移动电子商务发展的技术因素
移动电子商务同传统电子商务的主要区别就是无线网络的应用，而正是无线数据通信技术的快速发展，推动了移动电子商务的迅猛发展。从技术的角度看，推动移动电子商务发展的因素主要有以下三个。
（1）无线应用协议的推出。如何将英特网的丰富信息及先进的业务引入到移动电话等无线终端设备当中，是实现移动电子商务需要解决的第一个问题。无线应用协议（WAP）的出现，很好地解决了这个问题。无线应用协议（WAP）的出现使移动英特网有了一个通行的标准，使移动电话等无线终端设备接入英特网成为了可能。
（2）无线接入技术的快速发展。早期无线接入技术如GSM、TDMA和CDMA数据传输速率很低，不适于英特网接入。而近年来得到广泛使用的通用分组无线服务（GPRS）等接入技术，大大提高了无线数据传输速率。目前，世界各国大力推广的第三代移动通信技术（3G），不仅可以克服传统无线接入方式传输速率方面的缺陷，而且还可以支持宽带多媒体数据传输，这将缩小有线和无线接入的差距，必将进一步推动移动电子商务的发展。
（3）移动终端技术的日趋成熟。移动终端技术本质上是一种结合手持硬件、无线宽带网络与移动应用软件的总称。目前市面上各种个人数码助理（PDA）、智能手机（SmartPhone）已经随处可见，各种移动智能终端设备不断推陈出新，移动终端用户也不断攀升。这不仅给消费者使用移动终端进行电子商务提供可能，而且在数量上大大超过互联网用户的移动终端用户更是为移动电子商务提供了巨大的市场。
3.移动电子商务系统组成
移动电子商务系统主要由移动商务应用、移动终端设备、移动中间件和移动网络设施组成。（1）移动商务应用主要是指移动电子商务为用户提供的各种商品和服务活动；（2）移动终端设备就是指各种通过无线网络接入英特网的终端设备，包括手机、个人数码助理和笔记本等；（3）移动中间件是指连接电子商务与异构网络和操作系统的软件实现层，如ExpressQ和WAP等，它们屏蔽了分布环境中异构的操作系统和网络协议；（4）移动网络设施是指支持移动电子商务的无线网络和设备，包括GSM、GPRS、CDMA和3G等。中国-二、移动电子商务的主要实现技术
1.无线应用协议（WAP）
无线应用协议WAP是WirelessApplicationProtocol的缩写，它是由Motorola、Nokia、Ericsson和Phone.corn公司最早倡导和开发的，它的提出和发展是基于在移动中接入英特网的需要。WAP是开展移动电子商务的核心技术之一，它提供了一套开放、统一的技术平台，使用户可以通过移动设备很容易的访问和获取以统一的内容格式表示的英特网或企业内部网信息和各种服务。通过WAP，手机可以随时随地、方便快捷地接入互联网，真正实现不受时间和地域约束的移动电子商务。中国
2.移动IP（MobileIP）
移动IP（MobileIP）是由互联网工程任务小组（IETF）在1996年制定的一项开放标准。它的设计目标是能够使移动用户在移动自己位置的同时无须中断正在进行的英特网通信。移动IP现在有两个版本，分别为MobileIPv4（RFC3344）和MobileIPv6（RFC3775）。目前广泛使用的仍然是MobileIPv4。目前移动IP主要使用三种隧道技术，即IP的IP封装、IP的最小封装和通用路由封装来解决移动节点的移动性问题。
3.蓝牙（BlueTooth）
蓝牙（BlueTooth）是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司于1998年5月联合推出的一项短程无线联接标准。该标准旨在取代有线连接，实现数字设备间的无线互联，以便确保大多数常见的计算机和通信设备之间可方便地进行通信。“蓝牙”作为一种低成本、低功率、小范围的无线通信技术，可以使移动电话、个人电脑、个人数字助理、便携式电脑、打印机及其他计算机设备在短距离内无须线缆即可进行通信。“蓝牙”支持64kb/s实时话音传输和数据传输，传输距离为10m～100m，其组网原则采用主从网络。
4.无线局域网（WLAN）
无线局域网络WLAN是WirelessLocalAreaNetworks的缩写，它是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段，可提供传统有线局域网的所有功能，它支持较高的传输速率。它通常利用射频无线电或红外线，借助直接序列扩频（DSSS）或跳频扩频（FHSS）、GMSK、OFDM和UWBT等技术实现固定、半移动及移动的网络终端对英特网网络进行较远距离的高速连接访问。1997年6月，IEEE推出了802.11标准，开创了WLAN先河；目前，WLAN主要有IEEE802.11x与HiperLAN/x两种系列标准。
4.通用分组无线业务（GPRS）
GPRS的英文全称为GeneralPacketRadioService，中文含义为通用分组无线服务，是欧洲电信标准化组织（ETSI）在GSM系统的基础上制定的一套移动数据通信技术标准。它利用“包交换”（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。GPRS是2.5代移动通信系统。GPRS具有“数据传输率高”、“永远在线”和“仅按数据流量计费”的特点，目前得到较广泛的使用。
5.第三代移动通信技术（3G）
3G英文全称为3rdGeneration，中文含义为第三代数字通信。它是由卫星移动通信网和地面移动通信网所组成，支持高速移动环境，提供语音、数据和多媒体等多种业务的先进移动通信网。国际电联（ITU）原本是要把世界上的所有无线移动通信标准在公元2000年左右统一为全球统一的技术格式。但是由于各种经济和政治的原因，最终形成了三个技术标准即欧洲的WCDMA，美国的CDMA2000和中国的TD-SCDMA。TD-SCDMA是由中国大唐移动通信第一次提出并在无线传输技术（RTT）的基础上与国际合作完成的。中文含义为“时分同步码分多址接入”。相对于其他两个标准TD-SCDMA具有频谱利用率高、系统容量大、建网成本低和高效支持数据业务等优势。
总结
移动通信和英特网的完美结合造就了移动电子商务。在技术更新与社会需求的交替推动下，移动电子商务已经产生了一个不可阻挡的发展趋势，它必将对全球经济和技术进步产生更加深远的影响。
参考文献：
[1]柯新生.电子商务运作与实例[M].北京:清华大学出版社，2007.
无线电技术论文范文3
关键词:分布式入侵检测;;协作
Abstract:ThispaperpresentsalevelofcollaborationhybridDistributedIntrusionDetectionSystemModel.Themodelwillbetheprotectionofthenetworkisdividedintoanumberofsafetymanagementarea,mainlyduetothedetectionofagents,surveillanceagents,policyenforcementagentiscomposedofthreeparts.Thewholemodelinthedistributionofsourcesofdata,analysisofthedistributionofdetection,multi-regionalcollaborationofthethreetestinglevelsreflectthecharacteristicsoftheDistributedIntrusionDetection.
Keywords:DistributedIntrusionDetection;agent;collaboration
前言
在宽带网建设中,除了增加骨干网传输通路的带宽、网上服务器的处理能力及路由器速度以外,主要是缓解用户接入网瓶颈。目前,宽带用户接入技术主要有高速数字环路(xDSL)、光纤接入方式、双向混合光纤/同轴电缆(HFC)和宽带无线接入网(如MMDS和LMDS)等手段。其中,宽带无线接入是近年来新兴的一种接入手段。本文将重点探讨宽带无线接入技术及其应用前景。
1.无线接入技术发展的特点
1.1首先,话音通信和宽带数据通信逐渐无线化。随着固定无线接入系统和移动通信系统在技术和市场方面的发展,通过无线方式进行通信的用户数量急剧增长,在几年后,无线话音通信和窄带数据通信的用户数量将可能超过有线用户。目前在中国的部分地区,移动电话用户的增长数量已超过有线电话用户的增长。
1.2无线通信须适应IP业务的发展。随着计算机的普及和电子商务等新业务的发展,数据通信业务量正以指数规律增长,其中使用IP协议进行数据通信的业务量更是急剧增加。固定无线接入系统和移动通信系统须适应IP通信业务发展的需求,并逐渐向高速、宽带通信网推进。
1.3无线通信与有线通信始终在互补支持发展。与无线通信相比,有线通信具有容量大、速率高、宽频带和传输质量稳定的特点,能满足高速数据通信和宽带多媒体业务的通信需求。在无线通信方面,第三代移动通信拟达到的目标是静止状态下为2Mbit/s,10GHz频段下的固定无线接入通信已可实现20Mbit/s左右或更高速率。更高频段的无线接入亦在向更高速率迈进,无线通信正利用其实现个人通信的优势始终与有线通信在互补支持发展着。
2.无线接入系统在通信网中的定位
无线接入技术的主要作用是,在一定条件下,用于提供本地交换局至用户终端之间的通信传输,但不提供局间漫游服务。在建筑物内或局部区域,可通过移动终端提供服务。在地形复杂的山区、海岛或用户稀少、分散的农村地区,铺设有线电缆比较困难、投资大,用户经济实力较低,只有选用无线接入技术,才能解决电话普及与运营企业的经济效益的矛盾。在遇到洪水、地震、台风等自然灾害时,无线接入系统可作为有线通信网的临时应急系统快速提供基本业务服务。
在通信网中,无线接3.无线接入技术
3.1MMDS接入技术
MMDS多路微波分配系统已成为有线电视系统的重要组成部分,MMDS是以传送电视节目为目的,模拟MMDS只能传8套节目,随着数字图像/声音技术和对高速数据的社会需求的出现,模拟MMDS正在向数字MMDS过渡。MMDS的频率是2.5～2.7MHz。它的优点是:雨衰可以忽略不计;器件成熟;设备成本低。它的不足是带宽有限,仅200MHz。许多通信公司看中用LMDS技术来作为数据、话音和视频的双向无线高速接入网。但由于MMDS的成本远低于LMDS,技术也更成熟,因而通信公司愿意从MMDS入手。它们正在通过数字MMDS开展无线双向高速数据业务,主要是双向无线高速英特网业务。
近年,我国有的大城市已经成功地建成了数字MMDS系统,并且已经投入使用。不仅传送多套电视节目,同时还将传送高速数据,成为我国数字MMDS应用的先驱。数字MMDS不应该单纯为了多传电视节目,而应该充分发挥数字系统的功能,同时传送高速数据,开展增值业务。高速数据业务能促进地区经济的发展,同时也为MMDS经营者带来更大的经济效益。因为数据业务的收入远高于电视业务的收入。
3.2LMDS接入技术
本地多点分配业务LMDS工作于24GHz～38GHz频段,带宽在1.3GHz左右,传输容量大和应用灵活等特点使其成为目前倍受瞩目的天线宽带接入技术。
一个完整的LMDS系统由四部分组成,分别是本地光纤骨干网、网络运营中心(NOC)、基站系统、用户端设备(CPE)。
宽带无线接入技术主要有多通道多点分配业务(MMDS)和本地多点分配业务(LMDS)两种。它们是在成熟的微波传输技术上发展起来的,所采用的调制方式与微波传输相似,主要为相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之处是MMDS和LMDS均采用一点多址方式,微波传输则采用点对点方式。
LMDS的特点是:
(1)LMDS的带宽可与光纤相比拟,实现无线“光纤”到楼,可用频带至少1GHz。与其他接入技术相比,LMDS是最后一公里光纤的灵活替代技术。
(2)光纤传输速率高达Gb/s,而LMDS传输速率可达155Mb/s,稳居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的话音和数据传输标准,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz频率上,被许可的频率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz获得的许可较多,该频段具有较宽松的频谱范围,最有潜力提供多种业务。
LMDS的缺点是:
(1)传输距离很短,仅5～6Km,因而不得不采用多个小蜂窝结构来覆盖一个城市。
(2)多蜂窝系统复杂。
(3)设备成本高。
(4)雨衰太大,降雨时很难工作。
3.3WCDMA接入技术
WCDMA技术能为用户带来最高2Mbit/s的数据传输速率,在这样的条件下,现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松地传递。WCDMA的优势在于,码片速率高,有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,采用Turbo信道编解码,提供较高的数据传输速率,FDD制式能够提供广域的全覆盖。下行基站区分采用独有的小区搜索方法,无需基站间严格同步;采用连续导频技术,能够支持高速移动终端。相比第二代的移动通信技术,WCDMA具有:更大的系统容量
、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性、能够应用于高达500Km/h的移动终端的技术优势,而且能够从GSM系统进行平滑过渡,保证运营商的投资,为3G运营提供了良好的技术基础。WCDMA通过有效地利用宽频带,不仅能顺畅地处理声音、图像数据、与互联网快速连接,而且WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。
3.43G通信技术
在上述通信技术的基础之上,无线通信技术将迈向3G通信技术时代。3G强大的带宽和传输速率给多媒体通信提供了高速传输的可能性。从通信容量上,3G较第二代移动通信系统有大幅提升。另外,3G有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,使传输速率有了大幅提高,该技术又称为国际移动电话2000,该技术规定,移动终端以车速移动时,其传转数据速率为144Kbps,室外静止或步行时速率为384Kbps,而室内为2Mbps。但这些要求并不意味着用户可用速率就可以达到2Mbps,因为室内速率还将依赖于建筑物内详细的频率规划以及组织与运营商协作的紧密程度。然而,无线LAN一类的高速业务的速率已可达54Mbps。
3.54G通信技术
无线电技术论文范文4
【关键词】认知无线电 软件无线电 频谱资源
一、引言
随着无线通信技术的发展与无线通信业务范围的不断扩大，我们可以利用的频谱资源越来越少[1]。无线频谱作为一种可以为我们生活带来便利的宝贵资源，如何提高其利用效率是制约无线通信发展的一大难题。近年来人们越来越关注频谱资源的再利用技术。认知无线电（CR）技术是对软件无线电（SDR）功能的特殊拓展，有效解决了频谱资源无法高效利用这个制约无线通信发展的难题。
二、认知无线电技术概述
（一）认知无线电技术的概念。Joseph Mitola于1999年首先提出了认知无线电这一概念，在学术论文中对CR理论进行了描述，并在论文答辩过程中对该理论进行了详细阐述[2]。从广义上来看认知无线电的终端具有一定的认知能力，可以对所处的环境进行检测、分析和判断推理，并利用获取的结果进行传输参数调整，然后制定最佳的无线传输方案，该技术也可以称作智能无线电技术。CR技术可以自动为用户选择最佳的无线传输路径，也可以根据现有的情况主动发送信息或者延迟传输。
（二）认知无线电技术的主要特点1.认知的特点。CR可以在所处的工作环境中监测和感知信息，以特定的时间和空间为界，将部分没有被应用的频谱资源做上标记，进一步选择最佳的工作参数和频谱，这就是其认知的特点。CR认知的过程中可以分为感知、分析和判定频谱这三个部分。2.重构的特点。CR设备在所处的工作环境中可以进行动态编程，并且这些设备在收发数据过程中可以使用不一样的传输技术，在不影响授权用户使用的前提下，将感知到的空闲频谱提供给可靠的用户，这就是其重构的特点。如果频段已经被授权用户占用，CR可以运用一定的方式转换到其它空闲频段，或者通过改变调制和发射频率的方法继续使用该频段，并保障不影响首发用户的正常使用。
三、认知无线电技术的主要功能
目前CR技术的发展时间还不是很长，该技术的部分功能还没有完全实现，由Mitola 提出的认知循环还没有得到完全的应用。在设计和实现CR总体框架过程中，使用的组织架构不同其中的具体内容也有所区别。从整体意义上来说，CR系统应该具有检测、分析、调整等基本功能。
1.检测。CR由于所处的环境较为特殊，应该具备无线频谱检测的能力，并在可以应用的频段范围内全方位地进行精确检测，进一步发现可以利用的频谱资源。在这种情况下CR设备应该快速找出授权用户，并随时检测授权用户的活动情况，避免分配频谱过程中对授权用户造成干扰。2.分析。CR的分析内容有网络状态、设备性能和外部数据等，也包括对用户需求等相关数据分析。在设备检测到信息后通过分析对相关数据进行初步处理。在获取频段信息后对频点位置、用户位置和发射时间等进行分析，并研究信号通道状况、传输性能等对首发用户带来的干扰等，分析内容也有信息传输时间和带宽等。3.调整。CR设备完成检测和分析之后，根据相关的分析结果对功率控制、编解器和调制技术等进行选择和调整，并确定具体的发射时机和频点，以此保障传输过程的通畅。要完成这个过程CR设备必须有较高的性能，可以自由在不同传输方案之间进行转换，遇到突发状况能够及时停止，并在不影响授权用户的前提下提高传输效率。
四、认知无线电技术的实现方法
（一）灵敏度高的接收器。在使用CR之前应该评估其频谱功率密度，找出正在使用的频点[3]。在测量和评估频谱功率过程中需要用到灵敏度较高的接收器，以保障可以测量到区域边缘的信号。如某小区边缘有一台数字电视机，该电视机在接收信号过程中的灵敏度就接近接收器灵敏度的最大值，而CR要想检测到这一信号其灵敏度就需要大于数字电视机的灵敏度。如果CR接收不到这一信号，可能会错误地将该频点判定为空闲，进而在分配频谱过程中对数字电视带来干扰。该技术也涉及到对授权用户状态的检测和定位等，属于频谱资源检测中的重要设备。
（二）智能处理系统。CR设备根据检测结果对无线传输情况和传输带宽选择等进行分析评估，并确定多个技术参数的重要基础就是智能处理系统。当频谱被确定之后CR需要根据授权用户的干扰限值，进一步计算自身的传输参数。干扰强度可以通过授权用户的信号带宽和传输距离这两个因素确定，通过信号带宽可以得出扰装置的噪声门限，而扰装置接收到CR信号的强度可以通过距离确定。但这种分析方法较为简单，可以让CR首先对授权用户的数据传输速率和信号类型进行初步设别，根据这些额外的数据就可以得出扰装置的准确灵敏度数值。
（三）可重复配置的CR设备。CR设备主要根据可用频谱资源和干扰强度等数据的分析，对无线电的功率和各种技术参数进行调整，以此保障不影响授权用户的情况下提高信号传输效率。CR设备具有较宽的工作频带，在选择传输参数和传输方案过程中可以运用多种方法，并且可以实现快速切换，具有可重复配置和性能高的特点。CR可以看做是SDR在检测功能等方面的拓展，从CR的发展趋势来看，未来绝大部分CR设备可能都是以SDR为基础的，而SDR也将是CR技术的一种有效实现方法。
五、结语
认知无线电技术是无线通信领域中的一项全新技术，越来越受到人们的重视。虽然目前CR技术在发展过程中还存在一些限制，但相信随着无线电通信技术的不断进步，必将为认知无线电技术提供广阔的发展前景。
参考文献：
[1]李波，刘勤，李维英.认知无线电技术[J].中兴通讯技术，2010（02）.
[2]乔晓强，赵杭生，陈勇.认知无线电与频谱管理[J].军事通信技术吗，2011（01）.
[3]张爱清，叶新荣，丁绪星.认知无线电中的频谱管理技术[J].移动通信，2011（06）.
无线电技术论文范文5
本文介绍了第四代移动通信技术的优点及其重要性,并对第四代移动通信中的三个关键技术OFDM、软件无线电技术、智能天线技术、做了简单描述。
关键词：4G，OFDM，软件无线电，智能天线
一、4G的特点
1.具有很高的传输速率和传输质量。未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息，因此要具备50-100Mbit/s的最大传输速率、非对称的上下行链路速率、地区的连续覆盖、QoS机制、很低的比特开销等功能；
2.灵活多样的业务功能。未来的移动通信网络应能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝”连接，使得用户能够自由的在各种网络环境间无缝漫游，并觉察不到业务质量上的变化，因此新的通信系统要具备媒体转换、网间移动管理及鉴权、Adhoc网络(自组网)、等功能；
3.开放的平台。未来的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动网络机制上具有“开放性”，使得用户能够自由的选择协议、应用和网络。
4.高度智能化的网络。未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络，具有很好的重构性、可变性、自组织性等，以便于满足不同用户在不同环境下的通信需求；
二、4G的关键技术
1.OFDM
OFDM技术将需要传输的串行数据流分解为若干个较低速率的并行子数据流，在将它们各自调制到相互正交的子载波上，最后合成输出，输出的数据速率与串行数据流分解前的速率相同。
首先，由于这些子载波相互正交，因此允许它们之间的频谱重叠，从而提高了频谱利用率。
其次，由于信号分解后并行子数据流的码元周期变长，只要时延扩展与码元周期之比小于一定的数值，就不会造成码间干扰，且这些子数据流的信号传输带宽减小，可以有效降低频率选择性衰落，同时合成后输出的总数据速率并没有降低。
第三，OFDM采用跳频的方法来选用正交子载波。跳频是把一个宽频段分解为若干个频率间隔(频道或频隙)，发端在某一个特定的时间间隔中采用哪一个频道发送信号，由一个伪随机序列进行控制。因此，OFDM技术有很好的抗窄带干扰能力。
第四，OFDM每个子载波所使用的调制方法可以不同，但不同的调制方法具有不同的频谱利用率和误码率，尤其在无线信道条件不同的情况下，如何选用一种最佳的调制方法是值得考虑的。而OFDM技术采用了自适应调制的方案，可以根据信道条件的好坏，灵活选择不同的调制方式。这样，系统以在频谱利用率和误码率之间取得最佳平衡。但自适应调制方式需要信号中包含一定的开销比特。
2.软件无线电技术
软件无线电的核心技术是用宽频带的无线接收机来代替原来的窄带接收机，并将宽带的模拟/数字、数字/模拟变换器尽可能的靠近天线，从而使通信电台的功能尽可能多的采用可编程软件来实现。
软件无线电的优势主要体现在以下几个方面：
(1)系统结构通用，功能实现灵活，改进升级方便。
(2)提供了不同系统间相互操作的可能性。软件无线电可以使移动终端适合各种类型的空中接口，可以在不同类型的业务间转换。
(3)由于通过软件实现系统的主要功能，因此更易于采用新的信号处理手段，从而提高了系统抗干扰的性能。
(4)拥有较强的跟踪新技术的能力。由于它能够在保证硬件平台的基本结构不发生变化的情况下，通过改变软件来实现新业务和使用新技术，因此大大降低了设备商新通信产品的开发成本和周期，同时也降低了运营商的投资。
(5)多频段天线的设计。软件无线电的天线需要覆盖多个频段，以满足多信道不同方式同时通信的需求，而射频频率和传播条件的不同，使得各频段对天线的要求存在着较大的差异，因此多频段天线的设计成为软件无线电技术实现的难点之一。
(6)宽带A/D、D/A转换。根据奈奎斯特抽样定理，要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。
(7)高速DSP(数字信号处理器)。高速DSP芯片主要完成各种波形的调制解调和编解码过程，它需要有更多的运算资源和更高的运算速度来处理经宽带A/D、D/A变换后的高速数据流，因此其芯片有待进一步研发。
3.智能天线
智能天线采用了空分多址(SDMA)的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，使主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每位用户提供优质的上行链路和下行链路信号，从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。
因此，智能天线技术更加适用于具有复杂电波传播环境的移动通信系统。在我国提出的3G标准TD-SCDMA中采用了智能天线技术。这种技术的优点如下：
(1)提高系统容量。智能天线采用了SDMA技术，利用空间方向的不同进行信道的分割，在不同的信道中可以在同一时间使用同一种频率而不会产生干扰，从而提高了系统容量。
(2)降低系统干扰。智能天线技术将波束的旁瓣或零陷对准干扰信号方向，因此能够有效抑制干扰。
(3)扩大覆盖区域。由于智能天线有了自适应的波束定向功能，因此与普通天线相比，在同等发射功率的条件下，采用智能天线技术的信号能够传送到更远的距离，从而增加了覆盖范围。
(4)降低系统建设成本。由于智能天线技术能够扩大覆盖区域，因此基站的建设数量可以相对减少，降低了运营商的建设成本。智能天线技术的主要缺点在于它的使用将增加通信系统的复杂度，并对元器件提出了较高的性能要求。
参考文献
[1]AjayR.Mishra著，中京邮电通信设计院，无线通信研究所译.《蜂窝网络规划与优化基础》北京:机械工业出版社，2004.
[2]何琳琳，杨大成.《4G移动通信系统的主要特点和关键技术》移动通信，2004(2).
[3]Lu，W.W.《4GmobileresearchinAsia》.《CommunicationsMagazine》，IEEEVolume41，Issue3，March2003Page(s):104106
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[5]袁晓超.《4G通信系统关键技术浅析》.《中国无线电》，2005(12)
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无线电技术论文范文6
论文摘要：软件无线电的基本思想是将数字化处理单元尽可能靠近天线，同时系统各种功能在一个开放性、模块化的通用硬件平台上尽可能由软件定义。它是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结构。
本文首先深入讨论了软件无线电发射机的基本理论:采样技术、多速率信号处理和调制解调算法。在此基础上深入研究了多相滤波技术在信道化发射机中的应用，然后推导和建立了实信号信道化发射机的数学模型，给出了信道划分方法和真实信道中心频率的计算公式，最后完成了基于此模型的一个8信道信道化发射机的仿真，并验证了其可行性和正确性。
第一章 绪论 1.1什么是软件无线电 1.1.1软件无线电的概念
顾名思义，软件无线电就是软件控制的无线电收发信机，它的所有工作处理过程和工作参数都应该是由软件定义和控制的，而不是像传统无线电台那样是由硬件决定。从这个意义上说，软件无线电台就是要将数字信号处理技术应用于天线端的射频(RF)信号处理，亦即将宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线端使用，而且其功能及各种工作参数都可以通过软件来定义。这种软件无线电台与人们通常所说的数字化接收机(电台)存在一定的区别。在软件无线电台中，要适应不同的通信标准与不同体制的通信设备互通工作，只需选用或更改电台的某些工作参数或处理程序即可实现，而这都是通过软件来执行的，而数字化接收机(电台)一般都需要使用不同的硬件电路，有时甚至要使用与这些通信标准一一对应的专用电路，软件无线电台的改进或升级换代可以通过软件的升级来实现，但数字化接收机(电台)就不可能那么简单，一般都要重新设计和更换新的硬件电路板。由此可见，软件无线电台不但具有操作极其方便灵活的特点，而且还能够对技术的发展和工作环境的变化作出更为快捷的响应。
1.1.2软件无线电的特性
SDR(Software Defined Radio)是在天线和A/D/A之间放置模拟信号处理环节，以便于进行滤波、模拟变频等处理，而其它部分在通用硬件平台上，由软件进行处理，是一种非理想的软件无线电。使用SDR概念来设计和实现下一代的无线通信系统和设备，与传统的产品和设备相比较，具有明显的优势。它将使得从技术研究开发，到设备制造商、电信运营商，再到每个无线通信终端用户都受益。具体如下：
1.为技术和产品的研究开发提供一个新概念和通用无线通信平台，大大降低了开发成本和周期。
传统的无线通信系统只对单一的标准进行产品开发，从标准相对稳定到设计和开发专用芯片，再到产品设计和实现是一个以年为单位的过程，开发周期长、开发成本高。上述情况导致在标准制定进程中，大多数新技术不能被应用，限制了新技术的发展和应用，导致商用产品和当时技术水平的巨大差异。SDR将提供一个新概念和通用无线通信平台，在此平台上，可能基于软件来实现新业务和使用新技术，大大降低了开发成本和缩短了周期，使产品能跟上技术发展的水平。
2.为设备制造商降低投资风险，提高经济效益。
目前无线通信产品的生命周期越来越短，因此针对单一产品线的投资风险很大。基于SDR技术产品的生产将比传统产品原材料成本低、且产品寿命长，这就意味着投资风险低。同时，由于它简单化及标准化硬件使得产品容易生产。因此，制造商生产基于SDR技术的产品，可得到远大于生产传统产品的效益。
3.为运营商降低投资风险
移动通信网建设需要巨大投资，同时具有很大风险性。我国现今一方面由于市场需求，GSM网络迅速扩容，增加GPRS设备；另一方面又面临第三代移动通信到来的时期，制定一个成功的投资战略极为困难。在现阶段考虑在第三代移动通信的多种标准中如何选择，也有很大的投资风险。软件无线电从某种程度上可降低这种风险。
4.为最终用户提供了一个通用的终端设备平台
基于SDR技术用户的设备，是为用户提供了一个通用的终端设备平台。它应当能支持多达5-8种国际上通用的标准，而且可以通过空间加载软件技术达到用户设备升级的目的。这样，用户便不需要关心他所在的地区和运营商的问题，从而实现真正意义的全球漫游。用户还可能获得他们所希望得到的新业务。
1.1.3软件无线电的关键性技术
软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。它与数字和模拟信号之间的转换、计算速度、运算量、存储量、数据处理方式等问题息息相关，这些技术决定着软件无线电技术的发展程度和进展速度。宽带/多频段天线、A/D/A转换器件、DSP(数字信号处理器)技术及实时操作系统是软件无线电的关键技术。
1.宽带/多频段天线
理想的软件无线电的天线部分应该能覆盖全部无线通信频段，通常来说，由于内部阻抗不匹配，不同频段电台的天线是不能混用的。而软件无线电要在很宽的工作频率范围内实现无障碍通信，就必须有一种无论电台在哪一个波段都能与之匹配的天线。因此，实现软件无线电通信，必须有一副可通过各种频率信号而且线性性能良好的宽带天线.软件无线电台覆盖的频段为2MHz～2000MHz。就目前水平而言，研制一种全频段天线是不可能的。一般情况下，大多数系统只要覆盖不同频段的几个窗口，不必覆盖全部频段，故可采用组合式多频段天线的方案。即把2MHz～2000MHz频段分为2MHz～30MHz， 30MHz～500MHz， 5OOMHz～2000MHz三段。这不仅在技术上可行，而且基本不影响技术使用要求。
2. A/D/A转换器件
在软件无线电通信系统中，要达到尽可能多的以数字形式处理无线电信号，必须把A/D/A转换尽可能向天线端推移，这样就对A/D/A转换器的性能提出了更高的要求。为保证抽样后的信号保持原信号的信息，A/D/A转换要满足Nyquist抽样准则，而在实际应用中，为保证系统更好的性能，通常抽样率不小于带宽的2.5倍。受器件工作频率的限制，当前软件无线电通信系统采用A/D/A转换器的分辨率一般较低，由于其分辨率低，因此影响到信号处理的精度，故增加转换器的精度成为一大热点。对于更高的转换带宽要求，可以用并行A/D/A转换的方法完成。
3. DSP(数字信号处理器)技术
它主要完成系统内部数据处理、调制解调和编码解码等工作。由于电台内部数据流量很大。进行滤波、变频等处理运算次数多，必须采用高速、实时、并行的数字信号处理器模块或专用集成电路才能达到要求。要完成这么艰巨的任务，必须要求硬件处理速度不断增加，芯片容量扩大。同时要求算法进行针对处理器的优化和改进。这两个方面的不断提高将是数字信号处理技术发展的不懈动力。只有这样，才能实现电台内部软件的高速运行和多种功能的灵活切换和控制。在芯片速度条件限制下，对数字信号处理器的速度要求是非常高的，利用更高速度的DSP芯片组进行并行处理。各个芯片厂商正在努力提高芯片的处理速度，利用多种并行处理、流水线、专用硬件结构来提高芯片的数据处理能力。对于一些固定功能的模块如滤波器、下变频器等，可以用具有可编程能力的专用芯片来实现，而且这种芯片的速度要高于通用DSP芯片。例如用FPGA(现场可编程门阵列)就可以同时满足速度和灵活性两方面的要求，支持软件无线电中的动态系统设置的功能。通常来说系统的分配方式是：计算密集型的部分在DSP内部完成。功能相对固定的部分，就由FPGA来完成。
4.实时操作系统
软件无线电实现的重要基础是处理器速度的提高，然而在一定的处理速度限制下，需要有效的实时应用处理软件和实时操作系统支持，才能充分发挥处理器的性能。与通用操作系统相比，实时操作系统对处理任务的时间调度控制更加明确，可以更有效地面向高速数字信号处理分配有限的处理资源。针对不同的通信体制的共同点，采用、开发高效而灵活的实时操作系统和实时应用软件。完成多种通信模式的软件实现，并且随着移动通信的继续发展，增加具有新的功能的系统模块，提供更先进的服务。
1.2软件无线电的现状和发展
软件无线电是一种新系统，近年来被提出应用于无线通信领域. 它是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结构. 软件无线电设计思想就是将数字化处理单元尽可能靠近天线，同时系统功能尽可能由软件定义。
软件无线电在70年代后期被首次提出，当时模数转换器(ADC)由8085处理器提供，电台工作于低频段(VLF)。载波频率越低，中频(IF) ADC技术的使用越切实可行，这的确是软件无线电的一大特点。
有关军事技术于1992年被首次提出，美国国防远景规划局的易通话第一期发起者于1995年对软件无线电的军事应用进行更全面的介绍。易通话第二期项目促进了创立于1996年3月的模块化多功能信息传输系统(MMITS)论坛的发展。MMITS的全球参与者包括法国的阿尔卡特公司、瑞典的爱立信公司、日本的东京大学、英国的奥林奇个人通信公司、芬兰的诺基亚公司、德国的罗德施瓦茨公司、韩国的三星电子公司和德国的西门子公司等。
经历一段时间后，MMITS论坛重新定义为SDR论坛，标志着软件无线电开放结构标准从侧重军用向侧重商用的转变。
现阶段，软件无线电在通信系统中，特别是在第三代移动通信系统中的应用成为研究的热点。欧洲的先进的通信技术与业务计划中，有三项计划是将软件无线电技术应用在第三代移动通信系统中:FIRST(灵活的综合无线电系统和技术)计划将软件无线电技术应用到设计多频/多模可编程手机。这种手机可自动检测接收信号以接入不同的网络，且适应不同接续时间的要求;FRAMES(未来的无线宽带多址系统)计划的目标是定义、研究与评估宽带有效的多址接入方案来满足UMTS要求，方法之一是采用软件无线电技术;SORT(软件无线电技术)计划是演示灵活的有效的软件可编程电台，它具有无线自适应接入功能，并符合UMTS的标准。
美国也正在研究基于软件无线电的第三代移动通信系统的多频带多模式手机与基站，同时还注意到软件无线电技术与计算机技术的融合，为第三代移动通信系统提供良好的用户界面。
我国对软件无线电技术也相当重视，我国提出的SCDMA是一种同步的直接扩频CDMA(码分多址)技术，它结合了智能天线、软件无线电及全质量话音压缩编码等通信技术。
第二章 软件无线电中的采样理论
软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接进行数字化，将其变换为适合于数字信号处理器(DSP)或计算机处理的数据流，然后通过软件(算法)来完成各种功能，使其具有更好的可扩展性和应用环境适应性。所以软件无线电首先面临的问题就是如何对工作频带内的信号进行数字化，也就是如何对所感兴趣的模拟信号进行采样?采样速率应该取多大?软件无线电中的采样有些什么特殊性?
(2-8)
式中， = / = 。
由此可见，抽样信号的频谱为原信号频谱之频移后的多个叠加。采样定理为模拟信号的数字化奠定了理论基础。
2.2带通信号采样理论
Nyquist采样定理只讨论了其频谱分布在(0， )上的基带信号的采样问题，如果信号的频率分布在某一有限的频带( ， )上时，那么该如何对其采样呢?当然，根据Nyquist采样定理，仍然可以按 2 的采样速率来进行采样。但是当 B= -时，也就是当信号的最高频率八远远大于其信号带宽B时，则其采样频率会很高，以致很难实现，或者后续处理的速度也满足不了要求。带通采样理论可以很好的解决这个问题。
带通采样定理:设一个频率带限信号 ，其频带限制在( ， )内，如果其采样速率 满足:
=
(2-9)
式中。取能满足 2( - )的最大正整数(0，1，2， )。用 进行等间隔采样所得到的信号采样值 能准确的确定原信号 。在实际的传输系统中，由于多普勒频移会造成载波在一定范围内波动。带通采样虽然能极大地降低采样速率，但它易受载波和采样频率变化的影响，为此，进行系统设计时必须考虑载波和采样率不稳定对系统的影响。本文中对这一内容没有深入讨论，暂不考虑多普勒频移和采样率波动对系统的影响。
式(2-9)用带通信号的中心频率 和频带宽度B也可以表示为:
=
(2-10)
式中， =( + )/2， n取能满足关 2B （B为频带宽度)的最大正整数。
当 = /2、B= 时，取n=0，式(2-10)就是Nyquist采样定理，即满足 =2 。由式(2-10)可见，当频带宽度B一定时，为了能用最低采样频率即两倍频带宽度速率( =2B)对带通信号进行采样，带通信号的中心频率必须满足:
= B
(2-11)
也即信号的最高(或最低)频率是带宽的整数倍，也就是说任何一个中心频率为 =(n=0，1，2， )带宽为B的带通信号均可以用同样的采样频率 =2B对信号进行采样，这些采样均能准确地表示位于不同频段(中心频率不同)的原始信号 ， ， ， 。
上述带通采样定理适用的前提条件是:只允许在其中的一个频带上存在信号(带宽B不仅只限于某一信号的带宽，单从对模拟信号的采样数字化来讲，这里的B应理解为处理带宽，也就是说在这一处理带宽内可以同时存在多个信号，而不只限于一个信号)，而不允许在不同的频带上同时存在信号，否则将会引起信号混叠。为满足这个前提条件，可以采用跟踪滤波器的办法来解决，即在采样前先进行滤波，如图2.1所示。也就是当需要对某一个中心频率的带通信号进行采样时，就先把跟踪滤波器调到与之对应的中心频率 上，滤出所感兴趣的带通信号 ，然后再进行采样。
SHAPE \* MERGEFORMAT 图2.1带通信号的采样
带通采样的结果是把位于（nB，(n+1)B）(n=0，1，2， )不同频带上的信号都用位于(0， B)上相同的基带信号频谱来表示，但要注意的是这种表示在n为奇数时，其频率对应关系是相对中心频率“反折”的，即奇数通带上的高频分量对应基带上的低频分量，奇数通带上的低频分量对应基带上的高频分量。而偶数频带与采样后的数字基带谱是高、低频率分量一一对应的。这种奇、偶频带有别的频率对应关系在带通信号采样定理实际应用时是需要特别注意的。
2.3软件无线电中的带通采样理论
由于软件无线电所覆盖的频率范围一般都要求比较宽，例如从0.1 MHz到3 GHz。作为软件无线电，只有这样宽的频段才能具有广泛的适应性。但是如此宽的频带采用Nyquist低通采样至少需要6GHz，这显然是不现实的。所以，对于宽频带工作的软件无线电电台只有采用带通采样。
2.3.1窄带中频采样数字化
采样率为 的理想带通采样模型如图2.2所示。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图2.2理想带通采样模型
上述理想带通采样模型在实际应用中有一定限制的，例如当采样率 固定时，该模型所能处理(数字化)的信号的中心频率只有有限几个，即
=
n=0，1，2，
(2-12)
而处理带宽为采样速率的一半，即
B
(2-13)
此时为了能使该模型能够处理整个频带上的所有信号，则其采样率 必须取为信号带宽的两倍。但是这种方法实现起来是很困难的，主要表现在刃D前面的抗混叠滤波器无法实现，因为它要求该滤波器在整个频带都保持相同的滤波器带宽和阻带特性是不可能的。
为解决这个问题，可以采用所谓的超外差接收结构，即先用一个本振信号与被数字化的输入信号进行混频(可以经过几次混频)，将其转换为统一的中频信号，然后进行数字化，如图2.3所示。图中三个频率之间的关系为:
=
(2-14)
通过改变本振频率 ，就可以完成对不同频率( )信号的数字化，而这时A/D前的信号中心频率(中频)是固定不变的 。如果 取得适当，A/D前的抗混叠滤波器就会容易实现。但是，这种超外差中频数字化体制的主要缺点是在天线和A/D间增加了很多模拟信号处理环节，如混频、本振信号产生、各种滤波等。这些模拟电路不仅会造成信号失真(特别是混频器和窄带滤波器)，而且对缩小体积、降低成本和功耗也是极其不利的。另外，由于在天线与AID间的模拟电路过多，使得这种体制在对信号的适应性以及可扩展性方面存在明显的不足。例如，一旦模拟信道的中频带宽确定以后，要适应不同的信号带宽就存在一定的困难，另外，本振信号的频率步进一旦确定，对信道间隔的适应能力也就变差了。所以图2.3所示的结构并不是软件无线电概念上的一种理想的结构形式，特别是由于过多的模拟信号处理环节而造成适应性不强、可扩展性差的弊端是显而易见的。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图2.3窄带中频带通采样软件无线电结构
2.3.2宽带中频带通采样数字化
为了改善上述中频数字化体制对信号环境的适应性和可扩展性，可以通过适当增加中频带宽的办法来加以解决(只能说是部分解决)，也就是使图2.3中的中频带宽B满足:
B>>
(2-15)
此时在中频带宽B内将包含有多个信道(信道数N=B/ )。至于对带宽B内位于某一特定信道上的信号所需进行的解调、分析、识别等处理，将由后续的信号处理器及其软件来完成，该软件主要完成数字滤波(可变带宽)、数字下变频以及解调等信号处理任务，通过加载不同的信号处理软件就可以实现对不同体制、不同带宽以及不同种类信号的接收解调以及其他信号处理任务，这样对信号环境的适应性以及可扩展性就大大提高了。而且由于中频带宽加宽了，本振信号可以按照大步进来设计，这样可以大大简化本振源的设计，有利于减小体积、改善性能、降低成本。
2.3.3射频直接带通采样定理
射频直接带通采样是建立在带通信号采样的基础之上。一般的无线电信号(如通信信号、雷达信号、遥控遥测信号等)其瞬时信号带宽都是比较窄的，例如一般的常规V/UHF战术通信电台信号带宽(间隔)为:50kHz， 25kHz或12.5kHz等，而短波电台的信号带宽就更窄，即使象非常规的扩频信号，其带宽也不过几兆赫兹，超过百兆赫兹的信号是比较少的。所以，单独对某一个信号进行接收解调时就完全可以应用带通信号采样定理对其进行数字化，如图2.4所示。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图2.4射频直接带通采样软件无线电接收体制
由前面的带通信号采样定理知道，当以采样速率 对 （0，f）频带内的信号进行数字化时，如果A/D前的抗混叠滤波器是理想的话(矩形系数为1，带宽为 /2)，就可以实现整个频带的无“盲区”采样。但是这种矩形系数为1的理想滤波器是实现不了的。在实际应用中，滤波器的非理想化造成采样“盲区”，解决的办法是对这些“盲区”通过选择合适的采样频率进行“异频”或“异速率”采样。
第三章 多速率信号处理
在一个信号处理系统中有时需要不同的抽样率。这样做的目的有时是为了系统中各处需要不同的抽样率，以利于信号的处理、编码、传输和存储，有时是为了节省计算工作量。使抽样率降低的抽样率转换称为抽取;使抽样率升高的抽样率转换称为内插。抽取和内插是多抽样率信号处理的基本环节。
在软件无线电系统中，我们的设计思路是ADC采样频率越大越好，这样可获得更高的信噪比，在一些宽带中频和射频无线电方案中，ADC的采样率高达几十MHz。但是对通用接收机来说，在同一时间里一般只要求对一个信号进行分析处理，而单一信号的带宽最大也只有200kHz左右(扩频信号另论)，这样采样频率最大也只需1 MHz左右，因此完全有可能降低采样频率而不丢失信号信息。另一方面，降低采样率可以减轻信号处理负荷，节省宝贵的DSP系统运算资源。
3.1整数倍抽取
当信号的抽样数据量太大时，为了减少数据量以便于处理和计算，我们将抽样数据每隔D-1个取一个，这里D为整数。这样的抽取称为整数倍抽取，D为抽取因子。如图3.1所示，输入的序列 的抽样间隔为 ，相应的抽样率为 。进行整数倍抽取后，所得新的序列 的抽样周期为 ，抽样率为 ，由于每隔D个 抽取一个数据，所以 =D ， = /D。
图3.2完整的抽取器方框图
这种方法虽然把 中的高频部分损失掉了，但由于避免了混迭，所以在 中仍然完好地保存了 低频部分。在信号恢复时可以从 恢复 的低频部分。
3.2整数倍内插
整数倍内插是在已知抽样序列 的相邻两抽样点之间等间距插入I一1个0值点，然后进行低通滤波，即可求得I倍内插的结果，这里I为整数。这样的内插称为整数倍内插，I为内插因子。图3.3所示为一般情况下的整数倍内插框图。
3.3采样频率的分数倍转换
上两节我们讨论了通过整数倍抽取和内插实现采样频率的整数倍缩小和增大，在一些特殊情况是我们需要采样频率分数倍转换，这种变换可以这样来实现:先通过I倍内插，再进行D倍抽取，如图3.6所示。
图3.6取样率的分数倍I/D变换
内插器的低通滤波器 与抽取器的低通滤波器 ，总的滤波效果等于其中带通截止频率较低的那个滤波器，所以，只需用这一滤波器即可，因此，I/D倍采样速率转换系统可简化为图3.6(b)，这时的低通滤波器为:
3.4多抽样率系统的多相结构
在多抽样率系统中我们总是设法把乘法运算安排在低抽样率的一侧以使单位时间内的乘法次数(MPS)最少。但在抽取器和内插器中滤波的卷积运算都是在抽样率较高的一侧，例如实现抽取器的运算，如果先做抗混迭滤波的卷积运算然后抽取，则必然有很多计算工作是徒劳的，而且一个卷积运算又必须在输入信号的抽样时间间隔内完成，这样就使得每秒钟的乘法次数很高。在实现多抽样率系统时，FIR结构具有很大的优越性。一方面它是绝对稳定的并具有很容易做成线性相位的优点，另一方面也容易实现高效结构。
在多抽样率信号处理中，多相滤波技术是一种极其重要的方法，多相滤波技术可以极大地降低运算量，使原来不可能实现的实时处理成为可能，从而大大增强了信号处理能力。多相滤波技术在形式上是将数字滤波器的转移函数H(z)分解成若干个相位不同的组，所以，也叫多相分解，其本质上是避免不必要的运算，从而提高滤波运算的计算效率。
1. FIR滤波器的多相表示
在FIR滤波器中，转移函数
=
(3-7)
式中，N为滤波器的长度。如果将冲激响应h(n)按下列的排列分成D个组并设N为D的整数倍，即N/D=Q， Q为整数，则:
图3.7 FIR滤波器多相分解的第一种形式
