软件无线电技术
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（6）开放性
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3、已开发和正在开发的软件无线电系统
（1）SPEAKeasy
（2）JTRS（联合战术无线电系统）
目标：
支持的工作频率范围最初为：2MHz-2GHz；
可以通过波形软件进行重构；
支持话音、视频和数据的应用；
在软件和硬件方面都可扩展；
利用商业现货组件；
能够与不同的波形、传统的装备以及为不同环境而设 计的无线电系统进行互操作。
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软件无线电的由来
❖ 民用：大量现有及新协议的竞争且互不兼容， 无线电系统被割据，受地理范围限制，运营商 为此投入大量费用，升级困难。
❖ 欧洲第一代模拟网：加入欧洲邮电会议(CEPT) 的16个国家，分别共使用6种不同的制式。这 些模拟通信体系的制式，频率各不相同，不能 互通、兼容。那些喜欢到邻国旅游的人们，车 一出国门电话就不通了，带来了极大的不便。
❖ 未来，将数字化处理推延到天线端并实现包括天
线在内的所有组件的完全可编程控制。
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4）感知无线电系统（Cognitive Radio）
结合人工智能领域的概念，实现的无线电系统能够 对所处的环境有所“感知”。以软件无线电为扩展平台 的一种新的智能无线通信技术，它可以感知到周围的环 境特征，并自动调整其设备的一些发射和接收参数。具 有感知能力的设备能够在时域、频域和空域多维空间， 对较宽的频段不断地进行频谱侦听，能够侦测到这些频 段内主用户，从而能得知频谱的使用情况。整个过程可 以通过“侦听—感知—自适应”的循环来表示，关键技 术：无线电传输场景分析、信道状态估计、功率控制、 频谱侦测功能、动态频谱分配、抗干扰技术。。。
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2、软件无线电的特点
（1）可重构性：改变无线电系统个性化的能力，编程实 现，波形、算法等可重构。
（2）灵活性：不用改变体系结构就能适应可重构的能力 （3）模块化：对每种功能的封装，增加或替换模块即可
改变系统功能。 （4）可扩展性：在系统硬件或软件中增加新模块的能力，
经得起考验的（future-proof）无线电系统。 （5）可复制性和互信道连接性：共享或交换信息的能力
矛盾的核心：互通性
❖到底怎么办h ？
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1）军方：设计一种能够使用几种不同协议在多个 不同频段上运作的无线电系统，即多频段多模式无 线电（MBMMR）
在单个机箱内放置支持不同系统的所有硬件，不同系统的 切换通过改变硬件设备的激活状态，实质是一种组合无线 电系统。其庞大的开支，短暂的寿命，使这种设想并没有 发挥多大作用。
构造一个具有开放性、标准化、模块化的通
用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解 调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软 件来完成，并使A/D和D/A转换器尽可能靠近天 线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代 无线通信系统。
❖ 目前，采用开放式系统体系结构（OSA），一种
非专利、层次化的体系结构，每个层次公开且有 明确定义的接口和标准
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4
2）可编程数字无线电系统（PDR）
对简单参数可编程，允许某种程度的重构，特别 是基带处理过程，但无线电系统的主要功能仍由硬件 定义，特别是发射和接收部分。
3）软件无线电系统（SDR）
将更多的无线电基本功能推延到软件领域，使数 据转换过程更加接近天线，射频硬件获得更大的独立 性。
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❖ 1992年，MILTRE公司的Joseph Mitola首次明确 提出了软件无线电的概念。其中心思想是：
构，研究通用处理器在实现软件无线电系统方面的适 应性，两个关键创新：用于处理系统输入输出的机制; 创建快捷而简单的实时功能实现所需要的编程环境， 其编程环境支持4个方面的适应性：信号环境、内部算 法、用户需求、资源可用性。由Vanu公司研究成果的 商业化。
（6）CHARIOT(适于互操作通信的可变高级无线电系统)
第七讲 软件无 线电技术
电子科技大学：王 洪
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1
§7.1 软件无线电概述
1、软件无线电的由来
无线通信被广泛应用于商业、气象、军事、民用等领
域。军方：大量不兼容的协议降低了联合作战的能力。 （固定、机载、车载、背负。。。不同公司的产品）
❖ “沙漠风暴”行动和格林纳冲突，美军各种通信设备的不 兼容性暴露无疑，不得不借助许多额外的无线电台，才能 保障高效的通信联络。
弗吉尼亚工学院开发，美国国防高级研究计划局的
全球移动信息系统计划的一部分，集中发展3个前沿技
术：自适应天线阵、多用户基站和自适应移动接收机。
通过创建形式化的结构，在运行环境中使用可重构的
硬件实现软件无线电系统，采用3种先进思想：自定义
计算设备、基于流的处理和h 硬件分页。
11
（7）其他： 可编程模块化通信系统PMCS Atlantic Paw 计划 美国海军的数字模块化无线电系统
（4）SDR-3000数字收发机子系统
由Spectrum Signal Processing提供，能够同时支 持许多发射和接收信道，每个信道具有独立的空中接 口协议，与2G/3G/JTRS等兼容，包括输入输出模块、 基带处理机和转换模块。
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（5）Spectrum Ware
麻省理工学院启动，考察学术性软件无线电体系结
由 Joe. Mitola 正式提出软件无线电的概念 SPEAKeasy(PHASE I)开发完毕 欧洲电信标准协会(ETSI)举荐 SDR 做通用移动通信系统 (UMTS)；IEEE Communications Magazines 出 SR 专辑
大量具有软件无线电特征的产品和实验系统。。。。。。
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12
§7.2 软件无线电的实例
软件无线电技术的发现
SPEAKeasy Phase1
SPEAKeasy Phase2
MBMMR
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13
序号 时 间 1 1980 年 2 1992 年 3 1994 年 4 1995 年
发展历程 美国作为可编程模块化通信技术开始研究开发 SDR 技术
应用环境：机载、固定/舰h载、车载、Fra Baidu bibliotek负、手持
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实质上是一个无线电系统系列，共享通用的SCA（软 件通信体系结构），SCA强调开放式系统体系结构和 广泛使用的面向对象的方法。
（3）WITS（无线信息传输系统）
MOTOLARA开发，JTRS/SDR论坛的第一个具体 例证，系列产品：6004/5004/3004,体系结构特点：具 有分布式处理环境、分成红边和黑边，由基于CORBA 的SCA促成。
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3、已开发和正在开发的软件无线电系统
（1）SPEAKeasy
（2）JTRS（联合战术无线电系统）
目标：
支持的工作频率范围最初为：2MHz-2GHz；
可以通过波形软件进行重构；
支持话音、视频和数据的应用；
在软件和硬件方面都可扩展；
利用商业现货组件；
能够与不同的波形、传统的装备以及为不同环境而设 计的无线电系统进行互操作。
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软件无线电的由来
❖ 民用：大量现有及新协议的竞争且互不兼容， 无线电系统被割据，受地理范围限制，运营商 为此投入大量费用，升级困难。
❖ 欧洲第一代模拟网：加入欧洲邮电会议(CEPT) 的16个国家，分别共使用6种不同的制式。这 些模拟通信体系的制式，频率各不相同，不能 互通、兼容。那些喜欢到邻国旅游的人们，车 一出国门电话就不通了，带来了极大的不便。
❖ 未来，将数字化处理推延到天线端并实现包括天
线在内的所有组件的完全可编程控制。
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4）感知无线电系统（Cognitive Radio）
结合人工智能领域的概念，实现的无线电系统能够 对所处的环境有所“感知”。以软件无线电为扩展平台 的一种新的智能无线通信技术，它可以感知到周围的环 境特征，并自动调整其设备的一些发射和接收参数。具 有感知能力的设备能够在时域、频域和空域多维空间， 对较宽的频段不断地进行频谱侦听，能够侦测到这些频 段内主用户，从而能得知频谱的使用情况。整个过程可 以通过“侦听—感知—自适应”的循环来表示，关键技 术：无线电传输场景分析、信道状态估计、功率控制、 频谱侦测功能、动态频谱分配、抗干扰技术。。。
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2、软件无线电的特点
（1）可重构性：改变无线电系统个性化的能力，编程实 现，波形、算法等可重构。
（2）灵活性：不用改变体系结构就能适应可重构的能力 （3）模块化：对每种功能的封装，增加或替换模块即可
改变系统功能。 （4）可扩展性：在系统硬件或软件中增加新模块的能力，
经得起考验的（future-proof）无线电系统。 （5）可复制性和互信道连接性：共享或交换信息的能力
矛盾的核心：互通性
❖到底怎么办h ？
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1）军方：设计一种能够使用几种不同协议在多个 不同频段上运作的无线电系统，即多频段多模式无 线电（MBMMR）
在单个机箱内放置支持不同系统的所有硬件，不同系统的 切换通过改变硬件设备的激活状态，实质是一种组合无线 电系统。其庞大的开支，短暂的寿命，使这种设想并没有 发挥多大作用。
构造一个具有开放性、标准化、模块化的通
用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解 调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软 件来完成，并使A/D和D/A转换器尽可能靠近天 线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代 无线通信系统。
❖ 目前，采用开放式系统体系结构（OSA），一种
非专利、层次化的体系结构，每个层次公开且有 明确定义的接口和标准
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2）可编程数字无线电系统（PDR）
对简单参数可编程，允许某种程度的重构，特别 是基带处理过程，但无线电系统的主要功能仍由硬件 定义，特别是发射和接收部分。
3）软件无线电系统（SDR）
将更多的无线电基本功能推延到软件领域，使数 据转换过程更加接近天线，射频硬件获得更大的独立 性。
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❖ 1992年，MILTRE公司的Joseph Mitola首次明确 提出了软件无线电的概念。其中心思想是：
构，研究通用处理器在实现软件无线电系统方面的适 应性，两个关键创新：用于处理系统输入输出的机制; 创建快捷而简单的实时功能实现所需要的编程环境， 其编程环境支持4个方面的适应性：信号环境、内部算 法、用户需求、资源可用性。由Vanu公司研究成果的 商业化。
（6）CHARIOT(适于互操作通信的可变高级无线电系统)
第七讲 软件无 线电技术
电子科技大学：王 洪
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§7.1 软件无线电概述
1、软件无线电的由来
无线通信被广泛应用于商业、气象、军事、民用等领
域。军方：大量不兼容的协议降低了联合作战的能力。 （固定、机载、车载、背负。。。不同公司的产品）
❖ “沙漠风暴”行动和格林纳冲突，美军各种通信设备的不 兼容性暴露无疑，不得不借助许多额外的无线电台，才能 保障高效的通信联络。
弗吉尼亚工学院开发，美国国防高级研究计划局的
全球移动信息系统计划的一部分，集中发展3个前沿技
术：自适应天线阵、多用户基站和自适应移动接收机。
通过创建形式化的结构，在运行环境中使用可重构的
硬件实现软件无线电系统，采用3种先进思想：自定义
计算设备、基于流的处理和h 硬件分页。
11
（7）其他： 可编程模块化通信系统PMCS Atlantic Paw 计划 美国海军的数字模块化无线电系统
（4）SDR-3000数字收发机子系统
由Spectrum Signal Processing提供，能够同时支 持许多发射和接收信道，每个信道具有独立的空中接 口协议，与2G/3G/JTRS等兼容，包括输入输出模块、 基带处理机和转换模块。
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（5）Spectrum Ware
麻省理工学院启动，考察学术性软件无线电体系结
由 Joe. Mitola 正式提出软件无线电的概念 SPEAKeasy(PHASE I)开发完毕 欧洲电信标准协会(ETSI)举荐 SDR 做通用移动通信系统 (UMTS)；IEEE Communications Magazines 出 SR 专辑
大量具有软件无线电特征的产品和实验系统。。。。。。
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§7.2 软件无线电的实例
软件无线电技术的发现
SPEAKeasy Phase1
SPEAKeasy Phase2
MBMMR
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序号 时 间 1 1980 年 2 1992 年 3 1994 年 4 1995 年
发展历程 美国作为可编程模块化通信技术开始研究开发 SDR 技术
应用环境：机载、固定/舰h载、车载、Fra Baidu bibliotek负、手持
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实质上是一个无线电系统系列，共享通用的SCA（软 件通信体系结构），SCA强调开放式系统体系结构和 广泛使用的面向对象的方法。
（3）WITS（无线信息传输系统）
MOTOLARA开发，JTRS/SDR论坛的第一个具体 例证，系列产品：6004/5004/3004,体系结构特点：具 有分布式处理环境、分成红边和黑边，由基于CORBA 的SCA促成。