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软件无线电范文1
随着我国广播事业的发展，数字化、网络化、交互式的无线电广播正在高速建设和发展中，软件无线电技术就是在这种背景下得到了大规模的应用。随着人们娱乐方式的多样化，人们越来越重视娱乐方式的质量。无线电广播的模拟信号往往不稳定且质量较差，不能适应现代人们的需要，因此数字化广播才是出路。推广数字化无线电广播，就需要借助软件无线电技术，对需要广播的信息进行加工和优化处理。应用软件无线电技术，可以对无线广播设备的使用程度最大化，降低无线电广播的成本，提高无线电广播的经济效益。
1软件无线电技术简介
软件无线电技术是由硬件和软件两部分组成，缺一不可。在应用软件无线电技术时，应先购置相应的硬件设备，并根据需要采购对应的软件。
1.1软件无线电硬件设备
由于无线电广播的宽泛性，导致对软件无线电设备的需求不同，自然也就有不同类型的软件无线电硬件设备。通常来说，一套软件无线电硬件设备包含有：数字变频器、模拟前端设备、数字信号处理设备、宽带设备等。这些设备构成了软件无线电技术的基础，在此基础上构建的软件无线电技术平台，具有开放性、拓展性、兼容性强等特点，能够适应多种软件无线电技术标准，大大提高了无线电广播设备的使用寿命。
1.2软件无线电的软件
在建立了无线电设备的硬件平台后，就需要相应的软件来发挥硬件平台的作用。无线电广播按照其播出内容、发送频段、发送范围的不同，需要采取不同的软件无线电技术。软件无线电技术是在无线通信协议的基础上，通过软件实现对无线电广播的播送功能。应用软件无线电技术，可以使无线电广播的工作频段、设备调制、数据类型、信息传输等功能，都由软件无线电技术来实现。当无线电广播因播送需要而需要升级时，不需要升级硬件平台，只需要升级无线电广播的软件无线电技术平台即可。软件无线电技术的主要功能都是通过强大的软件来实现的，因此在构建数字无线电广播平台时，为了保证通信质量，需要将软件无线电技术的宽带转换器尽可能的靠近天线，以此提高通信质量。
2软件无线电技术在无线电广播中的应用
2.1与计算机科学技术相结合
现代的无线电广播中的软件无线电技术是和计算机科学技术紧密相结合的，尤其是计算机科学技术中的通信技术和软件技术关系最为紧密。计算机的通信技术为无线电广播提供了更为广阔的传播空间，在无线电广播的传统播送中，每增加一个频段的播送，就需要增添相应的硬件设备和操作人员，给广播事业带来相应的经济压力。而现在使用软件无线电技术，只需要依托计算机通信技术，就可以实现多频段的播送。依托计算机通信技术的多频段带宽技术，组建软件无线电技术的核心技术，可以大大拓展无线电广播的频段至1MHz-4GHz。应用计算机的软件技术，可以为软件无线电广播提供更加强大的功能，增强无线电广播对环境的适应能力。如当下数字化的广播的实现，就离不开计算机科学技术中的软件技术，通过软件编程，实现了对无线电广播信号的进程编制，以及实现了对其进行数字化的转换。将无线电广播信号转化为数字信号后，不仅增强了信号质量，保证了广播信息的安全，更增强了其传输距离和速度。在实际工作中，由于无线电广播的实时性，需要及时的将无线电广播转换为数字信号，这就离不开软件无线电技术中的DSP技术，但是DSP技术的处理速度与计算机的硬件有直接关系，因此在应用计算机科学技术时，要及时的更新计算机设备，才能使软件无线电技术设备发挥出相应的功能。
2.2软件无线电技术在DRM中的应用
DRM发射机是无线电广播中常用的发射设备，通过DRM发射机，无线电广播实现了信号的远距离传输。随着信息数字化时代的到来，一些研究机构开始对DRM实现数字化进行研究，在计算机科学技术的帮助下，借助网络可以提升DRM的播放质量。但是在实际应用中发现网络带宽要比无线电广播的带宽小，这就导致了无线电广播在借助网络进行传播时未必能够达到预期效果。因此在无线电广播中选择网络进行传播时，需要使用到软件无线电技术，增强网络带宽，实现全网络的播送，从而达到无线电广播预期的播送带宽。在应用软件无线电技术时，应考虑到DRM发射机的特性，即DRM发射机系统的独立性，由于DRM在工作时会独立完成信号的数字化，因此在使用软件进行调制时，要考虑到这一特性，并为之设置相应的调制功能。使DRM发射机能够具备调制、信号数字化功能，并能够将转换后的数字信号，再次放大并进行全频段的信号播送。
2.3在接收系统中的应用
软件无线电技术不仅可以应用于DRM发射系统，还可以应用于数字化接收系统中。在无线电广播中，完成了信号传输后，便需要进行信号的接收。接收系统能否接收数字信号，并将数字信号转换输出是关键。在这一关键过程中，DSP系统发挥着重要的作用。当数字接收机接收到DRM发射机的数字信号后，接收机会将信号传递到射频部分。并将数字信号进行转换为播放设备可以播放的格式进行输出。此时软件无线电系统开始发挥作用，通过DSP模块将数字信号先进行转码，转换为本机兼容格式，然后再经由DSP进行处理为基带信号，并根据接收装置的播放设备，对基带信号进行降频处理，以便转为数字信号。软件无线电技术在这一接收和转换的过程中，发挥着协调的作用，通过对预制的模块进行功能调制，使无线电广播系统的各个硬件按照一定的模式进行自动运转，从而大大提高了工作效率，也使数字信号顺利的输出。但是这一过程的关键在于DSP系统所能发挥的作用，需要DSP系统能够对庞大的基带信号进行及时的处理和传输，才能保证数字信号的连续，对于用户来说，才能提高用户的使用感受。而对庞大的数据流进行处理时，若DSP系统不够强大，处理较慢则会导致出现信号的卡顿，导致用户体验降低。因此要提高硬件设备，并做好软件无线电系统的优化，降低对系统资源的占用，保证DSP系统在工作时能够有充足的系统资源。
2.4大数据下软件无线电技术的应用
在现代移动网络高度发达，无线网也遍布社会之中，越来越多的用户开始通过网络接受广播信号。在此趋势下，无线电广播也迎来了发展的机遇和挑战，要想在新的市场竞争中胜出，除了依靠节目质量外，还需要扩大无线电广播的播送范围。通过软件无线电技术，通过网络可以实现更大范围的播送。但是在无线网和4G网络中进行无线电广播信号的传输，需要考虑不同带宽之间带来的频段问题，因此使用软件无线网技术对信号数字化，以及通过DSP实现解码就很重要。通过DRM发射和DSP接收，不仅能够实现无线电广播信号的单一传送，更可以实现双向互动，即听众和无线电广播者之间的互动，大大提高了无线电广播的互动性，提高了用户的使用体验，使得无线电广播不再局限于广播，通过当下热门的App，为无线电广播增加了新的功能，拉近了无线电广播和听众之间的距离。
3结论
随着软件无线电技术在无线电广播中的应用，无线电广播事业将迎来一个发展的春天，为无线电广播事业注入了新鲜的血液，使无线电广播借助网络这一介质，进行了更大规模和范围内的传播。在应用软件无线电技术时，需要根据无线电广播的特性，进行针对性的选择。由此提高无线电广播的开放性、兼容性和信息化水平。
参考文献
[1]严振.浅析数字广播电视系统中的软件无线电技术[J].中国新通信，2016，3（5）：56-57.
[2]席鹤鹏.关于数字广播电视系统中的软件无线电技术探究[J].电子制作，2015，4（7）：67-68.
软件无线电范文2
Sun Guangdong
（Daqing Radio Monitoring Station，Daqing 163311，China）
摘要： 软件无线电是将硬件作为无线通信的基本通用平台，用软件实现尽可能多的无线通信功能。它被视为继模拟和数字技术后的又一次电子技术革命。未来理想的网络将是一个统一网络，这个网络会容纳多种协议与标准，将对各种传播环境与物理介质进行适应，还有更加开放的接口需要其来提供，所以软件无线电将会有更加广阔的发展前景。
Abstract: Software radio takes hardware as the basic common platform of wireless communications, and uses software to achieve wireless communications as much as possible. It is seen as another revolution in electronic technology following the analog and digital technology. Ideal future network will be a unified network which will accommodate a variety of protocols and standards, will adapt to the mass media and physical environment, as well as will provide a more open interface requires, so software radio will have a more broad development prospect.
关键词： 软件无线电 射频天线 DSP数字处理 高性能总线技术
Key words: software radio；RF antenna；DSP digital processing；high-performance bus technology
中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0170-01
0引言
在1992年5月的美国电信系统会议中美国科学家Joe.Mitola首次对软件无线电（Software Radio）作了明确定义：将硬件作为无线通信的基本通用平台，用软件实现尽可能多的无线通信功能其具有开放性、灵活性的特点，它采用的是模块化设计原则，其结构为开放的ISO/OSI体系，同时它也可编程、可移植，支持多模式、高速率、宽频段的无线通信。
1软件无线电面临的技术挑战
近些年，软件无线电技术有了一定的发展，然而仍然存在很多技术难题，如射频天线、DSP数字处理及高性能总线等问题。可以说这些技术决定着软件无线电的发展和实现。
1.1 射频天线软件无线电系统的理想状态是天线部分应对整个无线通信频段都有覆盖，它的主要特点是频率高、带宽。我们能够利用智能天线与多频段组合式天线将其实现。智能天线的理念是：天线利用若干高增益的动态窄波束对多个用户分别进行跟踪，窄波束对准期望用户，波瓣零点对准期望信号以外的干扰信号，从而得到最大的信干比。多频段组合式天线是在全频段甚至每个频段使用几付天线组合起来以形成宽带天线。宽带天线被视为是实现理想软件无线电系统的最佳天线方案。近一些年发展的微机电系统器件被高度小型化，能够当作小型开关来代替天线中体积大、成本高的真空继电器、二极管及超宽带场效应晶体管，是促使宽带可重构天线设计得以实现的一项突破性技术。MENS技术的应用将使WB和UWB天线的体积和成本降低多个数量级。
1.2 DSP数字处理技术在软件无线电发展中，DSP的限制作用已经成为瓶颈问题，DSP数据处理精度与处理速度和软件无线电台的实现与否有直接关系。现在，数字信号处理及数字控制的方案大概包含：数字信号处理器（DSP）、可编程逻辑器件（FPGA）、可由参数控制的硬件电路、用户定制集成电路（ASIC）。对于以上四种方法，可编程性能为DSP最高，后者依次降低，ASIC不具编程能力；运算速度则相反，以ASIC为最高，DSP最低；功耗以DSP为最高，ASIC最低。在软件无线电的设计中，要综合考虑器件性能和特点，构架可编程性能高、运算速度快、功耗低的系统。另外，虚拟无线电（Virtual Radios）也是可供选择的一种方法，其思想是把高速ADC当作模拟和数字的接口，以高性能的工作站硬件作为处理器的核心。该方案就使用户能够对工作站的软件与硬件加以运用从而对新的算法进行设计，而且能够使系统结构的实验方便地在工作站上进行。
1.3 高速总线技术总线资源也是在软件无线电硬件平台中，总线资源也是特别重要的，总线资源对数字器件之间传输数据的能力起着决定性的作用。若没有足够的总线的带宽，那么整个平台的处理能力将会受到严重影响。通用总线有VME总线与PCI总线两种类型，在这两种类型中，VME总线是软件无线电的最佳选择，因为它拥有最成熟的技术、具有最好的通用性、得到最广泛的支持。然而，目前这两种总线形式处理高速复杂系统的的能力比较紧张的问题凸现出来了。当前，一些公司已对专用总线类型进行了开发，而且在软件无线电的通用硬件平台上已经得到应用。比如加拿大Spectrum Signals Processing 公司开发的SONANO总线支持高于 400 Mbit/s的全双工数据传输。设计中，估测总线能力需求时涉及到的方面有：硬件平台上详细的任务分配及整个系统的数据流量的分析，因此必须做认真仔细的考虑。
2无线电软件的应用和优点
如今，软件无线电的应用越来越广泛，在蜂窝移动通信系统中软件无线电的应用也是一个发展趋势。如我国的第三代移动通信系统TD―SCDMA中就结合了软件无线电、智能天线、全质量话音压缩编码技术与联合检测技术等新通信技术。蜂窝基础结构以合适的软件无线电技术为基础，他可以利用安装新软件进行升级，这与配置新硬件相比更廉价、更迅速，同时也使得数字通信更迅速地进入市场，提高频谱的利用率。在无线电监测系统中，软件无线电的作用也越来越重要。在达到一定精度的前提下，与利用硬件来实现监测、测向等功能相比较，软件无线电的能够大大节省资金。例如，华日公司的小型监测系统则成功运用了软件无线电技术。跟踪新技术的能力是软件无线电最大的优点。对于目前无线通信系统的技术，其应用与数字通信相比已经非常落后了。这在很大程度上是因为经费的问题与时间的问题，包括配置底层的基础设备来完成特殊的空中标准设置。因为资金投入很大，不可能经常对设备升级，因此新技术应用大约会滞后10年。软件无线电消除了需要预先定义空中接口标准的大量工作，它仅需要一个接口定义及应用程序接口。进而使软件的运行可以在不同的操作平台上进行，而且使无线电设备可以对必要的软件进行下载。理想中的软件无线电还能够适用于任意一种调制器、编码器、指定信道带宽的射频信道协议。
3结束语
软件无线电是现代计算机技术、超大规模集成电路和数字信号处理技术在无线电通信应用的产物。软件无线电的通用性和灵活性决定了它的发展将在一定程度上决定或改变无线通信发展的方向，它将使无线通信具有更大市场价值和发展前景。
参考文献：
[1]NNakajima,RKohno, SKubota．Research and Developments of Software-Defined Radio Technologies in Japan[J]．IEEE. Commun. Magazine,2001，(8)：146-155．
[2]J Mitola．The software radio arichitecture[J]．IEEE Mag.，1995，(5)：26-38．
软件无线电范文3
[关键词]软件无线电；QAM；调制解调
中图分类号：TN915.05；TN791 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0099-01
在新兴的数字调制方式之中，软件无线电应用的最为典型的调制解调信号就是QAM（正交幅度调制解调）。QAM的优点很多，如：抗干扰能力强、能够保持较小的频带占用率、能够充分利用带宽、具有强大的信息传输速率，由于具有以上诸多优点，使得系统效率获比之传统方式明显提高。已经被有线卫星通信、电视网络、数字微波通信等频带资源十分有限的领域泛采用。我们来看一下在软件无线电中实现QAM技术的特点和理论依据。
一、QAM调制实现研究
QAM （正交幅度）调制的一般表达式为：
y（t）=Amcosωt+Bmsinωt，0≤t
其中由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅{Am}，{Bm}所调制，所以称这种调制方式为正交振幅调制。式中，T为码元宽度，m=1，2，…，M。M为Am和Bm的电平数。
QAM中的振幅Am和Bm可以表示成如下形式：
Am=dmA （1-2）
Bm=emA （1-3）
上式中，A是固定的振幅，（dm，em）由输入数据确定。（dm，em）决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点。QAM调制框图见图1-1。
在调制过程中，输入数据经过串并变换后分为两路，分别经过2电平到L电平的变换，形成Am和Bm。为了抑制已调信号的带外辐射，Am和Bm还要经过预调制低通滤波器，才能与载波相乘，最后将两路信号相加就可得到已调QAM输出信号。QAM是同时对载波的幅度和相位联合调制的一种方式，是一种多进制的调制系统，即MQAM。MQAM信号时域表达式可写为：
s（t）=Ang（t-nTs）cos（ωt+n），n=1，2，3…，M （1-4）
调制后要发送的信号信息包含在载波的幅度An和相位n内。
一般常见的MQAM有16QAM、64QAM，对于M=4的4QAM和正交相移键控（QPSK）是完全相同的。对于M大于4的多进制相移键控方式（MPSK），信号点是等间隔均匀分布在一个同心圆周上的，而多进制正交幅度调制（MQAM）中，信号点是均匀的分布在整个平面上的。16PSK和16QAM星座图的比较见图1-2，图中a）为16PSK星座图，图中b）为16QAM星座图。从图中可以看出MQAM中相邻信号的间隔大于MPSK中的信号间隔，即相邻信号之间的干扰小，所以MQAM系统比MPSK系统的抗干扰能力更强。
二、QAM解调实现研究
软件无线电的所有功能部分几乎都用软件来实现，解调也在其范围之中。数字相干解调的方法一般被使用在软件无线电的解调之中。下面简要说明QAM解调的数学过程。
信号表达式：
s（n）= amg（n-m）cos（ωn）+ bmg （n-m）sin（ωn） （2-1）
式中：am，bm=1，2，…M。
QAM解调通过对信号进行正交分解，得到同相分量和正交分量：
同相分量：
XI（n）=amg（n-m） （2-2）
正交分量：
XQ（n）=bmg （n-m） （2-3）
对同相、正交两路信号进行多电平抽样判决，即可恢复并行数据，再经过并串转换后可得所传输原始数据流。
QAM信号解调具体流程见图4-3。
QAM信号解调过程中，在接收端，输入信号与本地恢复的两个正交载波信号相乘后，经过低通滤波，多电平判决，L电平到2电平转换，再经过并串转换就可得到输出数据。
通过上文的分析和介绍，就可以在制作软件无线电的过程中根据数学模型进行软件无线电的程序编写工作，实现软件无线电的调制和解调工作。
参考文献
[1] Walter Tuttlebee. 软件无线电技术与实现[M]. 杨小牛，邹少丞，楼才义，等，译. 北京：电子工业出版社.2004：1-122.
软件无线电范文4
【关键词】 铁路无线通信 软件无线电 应用分析 数字信号处理
无线通信中存在着诸如多种通信体系、各种标准并存、缺乏频率资源的问题，无线个人通信系统在发展过程中新系统逐渐出现，其生存周期缩短，过去的无线通信因为主要对硬件充分应用，导致其难以跟上时代，所以软件无线电就此产生，其基本概念是在无线通信平台中对硬件作为主要方式，多使用具有个人通信功能的软件，保证软件也具有无线通信新系统，软件无线电在技术上将A/D和D/A变换器向射频端进行靠拢，充分应用宽带天线和多频段天线，A/D变换将在中频频段中进行，应用可编程数字软件来进行处理，这个体系在结构上非常通用，能对以上问题进行充分解决，保证无线通信系统能够在频段、用户和体制上能够具有多样性。这种系统的实现需要非常高性能的宽带天线、A/D变换器、数字信号处理器和通用CPU，目前的个人通信系统其硬件平台的处理能力很高，能够博爱恒对不同软件进行应用保证功能和服务更加丰富。
一、软件无线电介绍
关于其体系结构特点如图1所示，其和过去无线电系统结果区别是A/D和D/A趋近RF端，从过去的基带移动到中频位置，完成采样工作。另外在对A/D前和D/A后进行处理中采用的DSP/CPU更加高速。在微电子技术的发展过程中，数字器件性能得到了提升，数字无线电得到发展，然而软件无线电和数字无线电概率具有不同，因为A/D和D/A趋近RF端只能保证软件无线电形成，其真正目的是用是器件编程能力强取代数字电路能够带来很多优势。软件无线电工作模块有处理信道、管理环境和在线/离线工具三个部分，信道频段频程形状更加均匀、耗损更低，其接口也能为不同业务提供方便，比特流的数据信号能够利用基带处理进行调制和解调，能够对抗衰落和抗干扰进行计算，因为基带宽带和调制波形的变化，所以其复杂程度不统一，比特流处理主要做前后纠错处理，之后通过软件解码来对数字话音和数据进行信源编解码处理，在环境管理模块中对频率、时间、空间特征等进行用来对无线电环境进行表征。软件无线电目的是保证通信系统能不受硬件限制，如果系统结构稳定可以采用软件实现，在系统改进和升级过程中，其成本更小，更加便捷，能保证系统之间的兼容性。
二、感应通信技术
利用27.5接触网作为波导线，采用无线-有线-无线方式保证前后机车协调操纵同步运行对讲，保证了机车、车站和调度三者间的无线调度，对隧道和山道间的无线通信问题进行了有效解决。感应通信在传播上不仅灵活而且场强分布具有自己特点，其沿着感应线链状分布，在隧道中应用较为稳定，难以受到环境的影响，虽然很多铁路感应通信电台采用模拟系统，其性能较好，但是对于通信性能进行提高是最主要工作。铁路通信感应电台系统如何达到数字化、智能化和软件化，并对软件设计和智能模块技术进行应用，保证在不同技术通信环境下铁路移动机车感应电台系统的通信能够达到相应标准，保证控制调整更加智能，软件无线感应电台传输频段更加灵活，可以按照传播环境等自动完成网络调整和动态优化工作。
三、感应电台系统构成
软件无线电铁路感应电台主要是对对感应通信特点进行结合，软件无线电技术传输频段更加灵活，信道接入模式较多，速率多样化，能够按照网络传播环境做出自动调节，这个系统不仅有可靠的硬件平台，还与实用的软件体系。这种感应电台，其性能和技术指标更高、在射频发射前和接收后用户接口采用数字化处理、其对语音接口进行模拟，语音编码方式速率为5.3kbps，其数据传输有备用接口，采用RS232，在数字调制中采用4PSK方式，通信更加可靠，对码流采用纠错技术，系统能够抵抗噪声和干扰，其可靠性更强，其通信方式有两种，一种是点对多点广播式，另一种是点对点双向式，并对原来的模拟AM、FM感应电台兼容互通性进行了保留，其硬件结构如图2所示，其有效带宽为25KHZ，中心频率是412.5KHz，其收发频道对DSP编程进行自动选择，可以选择信道进行数据的发送和接收，能达到双向通信的效果。系统主要功能是信源信道编解码、调制、协议和信令处理，可以通过DPS编程完成，软件系统方面主要采用五个模块，分别是实时处理模块、控制分析模块、线路输入输出模块、终端模块以及功能选择模块等，
四、通信方式
感应通信电信系统主要采用FDD方式，两个频段分别作为正反链路，防止发射和接收同时工作过程中信号泄露问题的出现，其频带宽度为25kHz，其通道两个子信道和隔离带，如图3所示，分贝用来发、收信息，每个信道有三个逻辑信道，分别是语言、数据和信令，其中信令处于打开状态，机车和车站利用信令进行通信控制。
五、采用软件无线电的数据结构
感应电台数据结构应对三个层，分别是物理、链路和应用，链路层在数据打包和解包过程中国最为主要，可以分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层，采用简化高级数据链路控制规程对数据进行打包处理，根据电台通信的需要，把其中存着的不用的部分进行删减。射频采用桥式电路、带通滤波器保证信号的收发两个程序能够分开进行，防止干扰的存在，如果发送功率太大，贵对接收电路造成影响，虽然感应通信系统和其他无线通信系统比起来，其更加稳定，但是其存在着一定的波动，主要是因为在火车运行过程中接收电平降低，因为在射频电路中添加自动增益控制，能够保证电平的稳定性。
六、信号处理
屹接收端的信号处理中，当电台在接收模式下，其信号会在前端接收放大，通过带通滤波器送到高速D/A转换器，滤波器的频率相位和幅度等能够通过DPS设定和调整，保证符合信道变化的要求，并在带通滤波后的模拟信号经过带宽A/D变换器转换成数字信号进入DSP。除此之外，还有亿发送端信号处理和役DPS信号处理能力的估计。总之应用软件无线电概念和系统模型，感应无线电台能多模式转换，对职能切换，在通信领域中广泛应用，其实现离不开DPS技术的应用，今后还会更好发展。
参 考 文 献
[1]冯博，郑斐，王丽娜.铁路应急通信无线传输系统中基于软件无线电的无线中继设计[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2010，01：61-65.
[2]唐鹏，鲁东旭.无线通信中DSP和软件无线电技术的应用[J].通信技术，2010，06：224-226.
[3]唐泽鹏，宋威.软件无线电在铁路通信中的应用[J].电声技术，2001，06：45-50.
[4]黄旭.软件无线电技术在铁路通信中的应用[J].铁路计算机应用，2004，08：32-34.
软件无线电范文5
关键词：软件无线电；体系结构；应用
软件无线电是JoeMitola于1991年提出的一种无线通信新概念，指的是一种可重新编程或者可重构的无线电系统，也就是说，无线电在其系统硬件不需变更的情况下，可根据不同的需要通过软件加载来完成不同的功能。软件无线电概念的提出立马得到了通信、雷达、电子战、导航、测控、卫星载荷及民用广播电视等整个无线电工程领域的广泛关注，成为无线电工程领域具有广泛适用性的现代方法。
1 软件无线电的体系结构
软件无线电在设计理念和结构体系上和传统的无线电系统有着明显的不同。软件无线电则采用了硬件平台与软件平台结合的全新体系结构，通过硬件平台来对软件进行编程和管理以实现通信功能。
⑴功能模型与功能接口。软件无线根据不同的功能模型可分为多个不同的部分，主要包括信道集、信道编，译码、信息安全、服务与网络支持、信源编译和信源集。信道集包括RF信道、多波段传播、有线互操作性及为了控制服务质量自动采用多信道模式。
软线无线电的接口示于各个功能模型之间，主要包括：RF波形接口，与之相对的是IF接口，信号被滤波及变换为IF波形进行处理。保护比特就是加密比特，明比特就是非加密比特。网络比特要符合网络协议要求，源比特适用于解码器。这些接口组成了软件无线电的接口系统，形成了信源到信道之间的信号的传输和控制。
⑵软件分层结构。在软件无线电的分层结构中，通过层可把无线电的功能实体分为接口层、配置层和处理层三层。这三层结构都建立在流处理的机制上。接口层主要控制各种信息资源的输入与输出，是无线电平台硬件与外部信息资源的接口。配置层主要负责存储硬件平台的二进制存储信息，并接收接口层输入的各种信息包，在信息报内加上配制信息，然后发送给处理层。处理层主要负责对配置层信息的接收，并对其中的数据信息进行分析处理，由处理模块的可重构模块组成。
⑶硬件平台。平台模块化是软件无线电的重要特征之一，它是由多种功能各异的硬件模块和软模块按照一定的结构构成的。软件无线电的多功能硬件模块主要有：1）宽带较大的多频段天线模块；2）射频信号（RF）处理模块；3）模拟信号、数字信号转换模块；4）数字信号处理模块；5）平台控制模块与接口。
在对软件无线电的硬件平台构建时必须遵循开放性、扩展性、即插即用性等原则，并且要具有对信号的并行处理机制。软件无线电的主要硬件平台结构包括：流水式结构、总线式结构、交换式结构等。
2 软件无线电的应用
⑴在现在通信系统中的应用。3G通信是当今通讯系统中最为准确的通讯系统，它的完善性和规范性使之成为现今最常用的通讯系统，有着浓重的商业化。但是3G通信依然存在很大漏洞。全球化信息化的现代通信，存在非常大的局限性，各国并没有消除相互之间的差异性，缺乏通讯系统之间统一的综合标准。因此要使3G通讯完全达到全覆盖全地区使用还需技术的进一步发展。技术的进一步发展可以分为两类：宽带连接，分布网络。它的作用是在多个无线接收频道中可以随意实现信递、接收、定位以及跟踪，为通讯系统的发展、未来信息覆盖提供便利。特点具有高效性、安全性及灵活多变性。
软件无线电的另一大特点就是它强大的适应多变性，可以运用于不同系统软件的需要，可以与任意接收器为基础做出相应适用性变化。不仅方便于今后系统开发，更为其提供了良好平台，减少不必要的麻烦 作为现在信息通讯系统的核心存在，软件无线电技术必将在今后被广泛运用。
⑵用于卫星控制平台。软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。随着A/D/A器件与DsP处理器的迅速发展，使得软件无线电技术广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。用软件无线电技术实现卫星控制平台包括软件无线电通用平台的DsP技术和DSP实现信号调制和解调。其中软件无线电通用平台的DSP技术又包括TMS320C6701 DSP芯片，DSP技术在软件平台中的应用，调制器与解调器。DSP实现信号调制和解调又包括信号调制，信号解调。
软件无线电通用测控平台是卫星测控平台发展的方向，可以很好地解决原来平台开发成本高、周期长、通用性差的问题。以新一代DsP芯片TMs32oc6ooo～为软件无线电平台的核心，可以很好地满足需要，且有较大的冗余度，利用升级。
3 软件无线电的发展方向
软件无线电自动化程度高、扩展能力强，并能在城市复杂的电磁环境进行良好的工作，很有可能成为未来无线电检测的主流技术。软件无线电相比现有无线电通信体制具备更多的特点。软件无线电可以实现多种军用电台的互联，还可以接入各种军用移动网络，并能运用到多频段多模式的手机、基站以及无线局域网和通用网关等领域，应用前景非常广泛。
经过近20年的推广和全世界范围的深入研究，软件无线电概念不仅得到了普遍认可，而且己获得广泛应用；尤其是近几年，软件无线电的发展势头更猛，已触动到无线电工程的每一个角落。可以说软件无线电的思想已对现代无线电工程的设计和开发产生重大影响。
[参考文献]
软件无线电范文6
【关键词】 SCA4.0 自适应 软件无线电 小型化设备软件架构
一、引言
SCA规范的制定实现了软件无线电[1]的思想，提高了波形的可移植性、可重用性和互操作性，降低波形的开发成本。从1999年推出的最初版本到目前为止已有多个版本，SCA4.0[2-3]是2012年推出的。
SCA规范软件架构包含了操作系统、核心框架、分布式处理中间件和应用层软件。由于功能完备的软件架构，往往需要占用比较多的资源，这对于一些小型设备来说并不适合。因此，JTRS提出了一种自适应的软件无线电体系结构，相较之前的版本增加了轻量级组件，功能单元，轻量级AEP，选择性继承以及Push Model等机制，支持不同的传输机制，由此来提高框架的灵活性，便于在不同量级的平台上实施。以小型化设备的软件架构为例，采用轻量级核心框架、轻量级中间件以及轻量级应用环境架构能极大地提高设备的运行性能，降低资源的占用率。
二、SCA4.0规范特性
2.1 PUSH MODEL
在SCA4.0之前的版本，核心框架通过Pull Model获取注册资源的各项信息，SCA4.0中通过采用Push Model[4]，一方面可以进行直接的信息交换，减少了调用的总次数，从而减少启动和初始化的时间，另一方面，交换信息的属性和操作是可选的，可以减少不必要的实现。图1，对比了Pull Model和Push Model的注册操作。为了适用Push Model，SCA4.0新制定了一个ComponentRegister接口用于设备和波形组件的注册。
为了实现Push Model，SCA4.0对端口连接方式进行了改进。SCA4.0提供了Registered和Obtainable两种类型的端口提供方式，对应于旧版本的静态和动态两种形式的端口提供方式。新的端口连接方式采用推送所有信息的方式，用单次的调用取代了多次连接。图2对比了SCA2.2.2[5]和SCA4.0中obtainable 端口的连接序列图。
2.2轻量级组件
轻量级组件和功能单元（UOFs）是SCA4.0的两个机制，用于调整框架以适应不同产品和任务的需求。之前的SCA版本接口功能齐全，要求实现的功能往往比实际需要的大，决定实现一个接口时，即使是一个虚拟的实现，它会增加额外的成本，如需求分析、设计决策、开发时间、软件集成和测试和遵从性测试。SCA4.0采用了新的接口继承方式――选择性继承，开发人员可以通过预编译和IDL指令定义特定的组件选择性继承需要实现的接口功能，这使得组件更小、更注重实现。
对于轻量级组件的实现，可参考SCA规范中各组件的继承关系，以ResourceComponent为例，如图3所示，通过IDL指令和预编译配置接口继承，只有在定义了标识符时，接口才被继承，例如只有在定义了TESTABLE时TestableObject接口才需要被实现，因此通过控制Resource接口的继承方式就能控制ResourceComponent的大小。
2.3功能单元
UOFs用以提供一个标准化的方法，允许从一个组件规范省略不必要的接口和需求。通过选择不同的组件和UOFs可以构建不同量级的SCA架构。SCA4.0推荐了三种量级的架构[5]：轻量级架构、中量级架构和全功能架构。轻量级架构适用于硬件模块静态配置的无线电台，提供的是一组最低功能的实现，往往应用在资源受限的平台环境。中量级架构适用于硬件模块支持即插即用，但不支持注销的无线电台，相对于轻量级架构，它引入了可动态配置的功能。全功能架构适用于支持硬件模块的即插即用和可注销的无线电台。图4展示了SCA不同架构的UOFs，针对实际情况可以选择不同量级架构。
三、软件架构
3.1核心框架
SCA4.0定制核心框架，去除了一些冗余接口，通过选择性继承实现轻量级组件。SCA4.0规范中将CF组件分为五类：基本构件组件，用于提供SCA软件产品的一些共同特征、约束和关联的抽象；基本应用组件为应用开发者提供应用结构定义；框架控制组件为组件在平台上执行部署提供结构定义；基本设备组件提供的结构定义将被用于实现和管理域内的物理设备，如对设备进行加载、执行和聚合操作；框架服务组件为平台开发者提供与逻辑设备不直接相关的通用软件功能。在此针对处理器能力有限，系统硬件模块固定，不存在分布式结构的小型化设备提出轻量级核心框架[6]的设计建议：移除文件服务由于小型化设备中其它专用处理器一般不向CF提供文件服务，可转由GPP操作系统来提供文件服务，不需要专门的文件服务管理。在不需要使用嵌套应用时可移除集合操作组件。尽量少的继承接口，使用轻量级组件。例如当不需要测试时，可不继承TestableObject接口。先制定要求，再定制组件。在设备资源已知，设备信息基本不变时使用静态部署提高系统运行效率。
3.2 中间件
SCA4.0支持不同的传输机制，SCA2.2中指定CORBA这种传输机制作为中间件，但是由于CORBA常采用TCP/IP作为 底层传输机制，引入的延时较大，对于一些产品并不适用。在此针对小型化设备的轻量级中间件设计建议：1）使用小型化的CORBA产品。CORBA/e是一种嵌入式CORBA规范，用于开发分布式嵌入式系统。CORBA/e定义的三种量级的架构：完全量级CORBA 架构、轻量级CORBA架构）、超轻量级CORBA 架构。其中，完全量级适用于一般的GPP；轻量级适用于资源受限的处理器（如DSPs）；超轻量级适用于资源高度受限的处理器（如应用程序同时分布在DSPs和FPGAs上）。2）使用其他传输机制，如数据分发服务（DDS），简单对象访问协议（SOAP）等。DDS信息分发中间件是一种轻便、能够提供实时信息传送的中间件技术，应用于分布式实时系统中，能可靠实时的交换分配群体数据。SOAP用于在分布式环境中发送消息，并执行远程过程调用。SOAP基于XML的轻量级协议，使不同操作系统平台和不同编写语言的应用程序可以进行相互通信。
3.3 应用程序环境架构
AEP是基于POSIX实时应用程序支持标准。SCA操作环境中的操作系统应是满足POSIX兼容的实时操作系统，并且提供AFP指定的功能和选项。在SCA4.0规范附录B中详细的说明了与AEP相关的标准。附录中定义的实时描述文件，只需在包括了这项标准的UOF使用即可。需要注意的是一旦引入约束，每个使用该功能的程序都必须遵守该项约束。SCA4.0包括了AEP和轻量级AEP（LwAEP）两种描述。在小型化设备中建议使用LwAEP，它既能满足资源受限的操作系统上的可移植性，还能保证系统的性能，减少集成和重用代码的开发，减少代码的修改量，提高代码的可移植性。
四、结束语
在软件无线电项目的实施过程中，SCA规范本身的语义不清、重复定义和不完整往往给软件无线电架构的实现带来了诸多挑战。然而JTRS最新提出的SCA4.0是一种自适应的软件无线电体系结构，为解决这些问题提出了很多优化机制，使框架具有更灵活、轻量级，更易实现新技术的特点，这让它在未来的软件无线电发展中将占有不可或缺的位置。本文分析了SCA4.0规范的各类优化机制，适用于多种平台，并提出将各类特征机制应用于轻量级软件架构，从而使得SCA的自适应性能够在资源受限的小型化设备中体现。
参 考 文 献
[1] 范建华， 王晓波， 李云洲. 基于软件通信体系结构的软件定义无线电系统[J]. 清华大学学报： 自然科学版， 2011， 51（8）： 1031-1037.
[2] JTRS JPEO. SCA Specification Version 4.0 （2012-02-28），Software Communications Architecture Specification [S].
[3] JTNC. Software Communications Architecture Specification 4.0 User’s Guide [EB/OL]. （2010-11-30） [2014-12-11]. http：//jtnc.mil/Pages/ StandardsAndAssessments.aspx， 2012.
[4] 蔡卓， 张小琼. SCA 4.0 规范概述[J]. 通信技术， 2013， 7： 041.
