清华大学移动通信教程第12讲-新技术及新应用(1)

软件无线电的优点（续）
对研制的开放性： 随着现代通信网的发展，无线通信将作为未来全球
个人通信的主要接入方式，越来越多的进入千家万户。 在 此背景下，为满足不同用途、不同场合的无线通信标 准将 不断推出、不断更新。以硬件为基础的无线通信系 统研制 开发方式很难跟上这种飞速发展的步伐；由于软 件无线电 对研制的开放性，就有可能通过软件更新的方 法研制开发 出新的系统，实现无线通信产品的更新换代。
当前无线与个人通信系 统存在的主要问题： 多种标准、多种制式、 多种协议、多种产品。
困难： －互联互通难， －Biblioteka Baidu备更新难， －研制开发难。
将软件无线电当作实现 新一代无线与个人通信 的技术思路，体现三个 开放性：
－对研制的开放性，
－对生产的开放性，
－对使用的开放性。
实现开放性的关键：
无线通信平台的软件化
无线通信工程
2001年6月9日
第十二讲
无线通信的新技术 及新应用（1）
一、软件无线电
工作原理
什么叫软件无线电？
将模块化、标准化的硬件单元通过标准接口构成基本 平台，并借助软件加载实现各种无线通信功能的一种 开放式体系结构。
说明（1）软件无线电不是不要硬件，而是把硬件作为一个基 本平台，并具有二个特点：a、模块化、标准化，b、通过标准 接口连接。 说明（2）软件无线电的通信功能是通过软件加载实现的。 说明（3）软件无线电是一种开放的体系结构。
对生产的开放性： 无线通信产品门类很多，同类产品也有许多不同的型
号，这就给厂家的生产组织带来许多困难。由于软件无线电 技术对生产的开放性，厂家在组织无线通信产品时，可以设 计一种尽可能统一的硬件平台，不同的门类及型号通过软件 加载实现。这样就有可能实现无线通信产品的规模效益，大 大提高市场的竞争力。
工作频率和传输速率
频率
–1890~2030MHz，2110~2250MHz
最高传输速率
–高速运动：144kb/s –步行速度：384kb/s –室内环境：2Mb/s
移动通信向第三代系统过渡
北美
二、第三代移动通信
发展及由来
标准制定时间表
1985~1994年 明确概念和目标，提出FPLMTS 1987~1994年 确定基本原则 1990~1998年 制订框架和要求，1996年正式更名
为IMT2000 1992~1998年 确定评估方法和程序 1998年6月30日前 征集IMT2000-RTT技术方案 1998年7月~1999年3月 评选确定方案和基本参数 1998年10月~1999年12月 制订出最后的技术规范
– 实例：采用一个由8－ 15个计算机组成的网 络可以完全实现两个频 道的GSM基站。
技术 – 时间去耦技术 – 并行处理技术 – 编码调制新算法 – 高速计算技术 – 软件加载技术
关键技术综述
• 开放式总线结构及实现 • 宽频段/多频段天线及射频前端技术 • 高速、高精度A/D、D/A技术 • 射频及中频段的数字处理技术 • 基带及零中频的数字处理技术 • 高速DSP及ASIC的实现 • 通信协议及软件的标准化、通用化、模块化
系统目标
多媒体能力 智能化功能 个人化使用
多速率和高级业务(2Mb/s)
固定网的质量
更简单的蜂窝结构 容易进行信道规划和管理
大容量:>60路话/小区/MHz 低的发射功率
室外<300mw,室内<20mW
应用业务
消息业务 电子邮件，语音邮件，视频邮件 有线业务 Internet，ISDN，信用卡鉴权 交互业务 可视电话，会议电视 获取业务 VOD，IOD，家中购物 分发业务 天气预报，交通信息，体育新闻 社区业务 紧急呼叫，汽车管理 远端业务 保安，遥测
软件无线电的优点
对使用的开放性： 随着无线技术的发展及使用的普及，用户将面临多种
系统多种体制同时存在的局面。为此，用户将不得不同时携 带多个无线终端。由于软件无线电产品对用户的开放性，用 户就可以携带一个无线终端，通过软件加载来实现不同的功 能。
如：多频段、多模式移动电话手机
软件无线电的优点（续）
应用前景
军用 多功能无线网关 多功能车载电台 多功能空中平台 通信的电子对抗
民用 – 多频段多模式通用手机 – 多频段多模式通用基台 – 无线局域网的通用网关 – GPS定位和卫星通信
国外研究现状
1992年5月，美国MITRE公司的Joe Mitola首次提出软件无线电的 概念。 1995年8月，美军多频段多模式电台Speakeasy第一期工程现场演 示。 1995年10月，美国MIT的计算机科学家实施SpectrumWare计划. 1996年3月，美国 100多个商业及政府机构成立MMITS Forum,其主 要目的是制定软件无线电的协议标准，推动软件无线电商用化。 1997年5月，Joe Mitola在欧洲召开的软件无线电国际会议中提出 软件化程度的一种度量方法。 1997年以来，一些大公司（Motorola、Northern Telecom等）开 始在产品开发中采用软件无线电技术。
国外研究现状（续） Speakeasy(易话通）计划
用途：
– 提供一个三军通用的无线 通信平台，是一种产品；
– 以DSP为基础的体系结构；
– 用软件实现不同调制、多 址、组网、信令的现场可 变；
– 工作频段2-2000MHz， 能兼容美军15种电台。
技术
– 双总线结构 －VME总线 －高速数据总线
– 多频段天线、RF功放、 RF接收前端
– 通用可编程的DSP组 －TMS320C40多芯片 组Quad-C40MCM
国外研究现状（续） Spectrum ware(频谱件）计划
用途
– 这不是一个产品，而是 一个实验平台；
– 以通用机为基础的体系 结构，更接近理想的软 件无线电；
– 着重研究提高软件无线 电的软件化程度；
软件无线电的体系结构
1、有二种软件无线电的体系结构：以DSP为基础的软件无线 电；以通用机为基础的软件无线电。
2、以DSP为基础的软件无线电：硬件容易实现，但软件加载 受到限制；
3、以通用机为基础的软件无线电：软件加载容易，但硬件 实现比较困难；
4、目前有实用价值的是以DSP为基础的软件无线电。
技术背景