軟件無線電的應用

武穎?楊征?王晉

摘 要：軟件無線電技術正日益廣泛地應用于現代通信的各個領域。

關鍵詞：軟件無線電；數字信號處理；調制解調；數字廣播；世界數字廣播

軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字處理技術的迅速發展而發展起來的，其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線，將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來確定和實現。該平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等系統工作參數具有完全的可編程性

1 用軟件無線電技術實現衛星控制平臺

傳統的衛星測控平臺存在著性能不完善，調制方式、副載波、碼速率組態不靈活，體積偏大等問題。研制和開發通用化、綜合化、智能化的測控平臺，通過注入不同的軟件，實現對調制載頻、調制方式、傳輸碼速率等參數的改變，應用于各種軌道衛星平臺的遙測遙控任務。

軟件無線電技術正日益廣泛地應用于現代通信的各個領域。隨著A/D/A器件與DSP處理器的迅速發展，使得軟件無線電技術廣泛地應用于陸上移動通信、衛星移動通信與全球定位系統等。

用軟件無線電技術實現衛星控制平臺包括軟件無線電通用平臺的DSP技術和DSP實現信號調制和解調。其中軟件無線電通用平臺的DSP技術又包括 TMS320C6701 DSP芯片，DSP技術在軟件平臺中的應用，調制器與解調器。DSP實現信號調制和解調又包括信號調制，信號解調。

軟件無線電通用測控平臺是衛星測控平臺發展的方向，可以很好地解決原來平臺開發成本高、周期長、通用性差的問題。以新一代DSP芯片TMS320C6000作為軟件無線電平臺的核心，可以很好地滿足需要，且有較大的冗余度，利用升級。

2 用軟件無線電技術實現數字調幅廣播系統

數字廣播是繼調幅廣播、調頻廣播之后的第三代廣播方式，它的出現標志著廣播系統正由模擬向數字體制過渡。目前比較成熟的數字調幅廣播（DAB）技術被認為是近期發展的重點，基于軟件無線電技術的DRM系統，該系統就可以實現從當前的模擬廣播到數字廣播的平滑過渡。

從20世紀二十年代開始，商業廣播先后在美、蘇、英、德、法、中等國開播，在此后的近百年時間，廣播作為重要的傳媒工具，受到各國的重視。廣播無后經歷了中波調幅、短波調幅、調頻、調頻立體聲幾個階段。

盡管調幅廣播的帶寬只有9kHz或10kHz，音質無法與調頻立體聲相比，但是由于調幅廣播發展時間最久，全球標準統一，在任何地方購買的收音機在全球各地都能使用，接收工具簡單，而且可以方便地進行室內、外的便攜接收與車、船中的移動接收。因此至今它仍然是世界上使用最廣泛的廣播媒體。

由于調制廣播的競爭，音、視頻數字化的發展，傳媒手段的多樣化和九十年代開始的全球數字化浪潮，使許多廣播機構認識到，調幅廣播必須數字化才能適應競爭日益激烈的傳媒環境，紛紛開始了數字調幅廣播的試驗。

目前，歐洲和北美的一些國家均研制了DRM接收設備，這些接收設備更接近于專業接收設備，主要采用計算機插板方式，絕大多數的解調、解碼工作均由基于DSP和計算機CPU的軟件完成，它們具有便于軟件更新，可以方便適應不同標準和新業務，便于在線測試，可以方便地使用各種分析工具等優點。

我國在數字廣播領域與國際完全同步，國內已經有了類似的產品，水平與國外產品沒有明顯的差距。

DRM系統已基本成熟，即將進入實施階段。但是，一項新技術能否在全球推廣，技術本身的先進性與可行性雖是前提，卻遠非決定因素，市場條件和消費者的接受程度十分關鍵。歷史上已經有不少成功的經驗與失敗的教訓，DRM也把實施問題看作為嚴重挑戰。為使DRM取得成功，需要處理好三個關鍵性因素，即廣播機構/網絡運行者、接收機制造商與聽眾之間的關系。

為軟件無線電技術載體的軟件無線電電臺是“用軟件定義波段、調制方式、信號波形的電臺。信號波形由數字信號采樣產生，用寬帶的數模轉換器轉換成模擬信號，可能還要由中頻上變頻到射頻。類似地，接收機使用寬帶的模數轉換器獲得該軟件無線電電臺節點所有波段的信號。接收機用通用處理器上的軟件完成信號的提取，下變頻和解調。”（約瑟夫·米托拉給軟件無線電電臺做的定義。）

理想的軟件無線電電臺應該擁有在全頻帶工作的能力，具有極大的靈活性，任何功能的改變或增加都可以通過軟件升級來完成。由于實際條件的限制，比如寬帶前端射頻模塊的性能不夠理想、寬帶A/D/A的工作帶寬和采樣速率有限、DSP的處理能力不足、總線數據受限等，導致在目前的技術條件下無線實現上述理想軟件無線電系統。為了使得軟件無線電技術可以應用于實踐，就在理想軟件無線電系統的基礎上增加了若干限制條件，使得軟件無線電犧牲了一些靈活性，換來了可實現性。

軟件無線電技術一經提出就被認為是無線電領域的一場革命，近年來“軟件無線電”的思想已經滲透進入了儀器儀表、自動控制、信號處理等諸多領域。我國在這一領域的研究也得取了顯著的成果。

將軟件無線電技術與數字廣播技術結合在一起，對于數字廣播技術發展和數字廣播設備的推廣具有巨大的推動作用。

參考文獻

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