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軟件定義無線電的基本內容

發布時間:2021-12-04 點擊數:778

  軟件定義無線電,簡稱 SDR,在與其他類型的無線電進行比較的時候,的確具有許多唯一的特征。恰如其名,SDR 具有通過軟件或可重定義邏輯改變自身功能的能力。

  為了使用數字處理,必須將傳統的模擬信號與數字域進行相互轉換。這項操作是使用模數(ADC)和數模(DAC)轉換器完成的。為了充分利用數字處理的優勢,SDR 在信號鏈中、將信號盡可能多的保持在的數字域中,并在盡可能靠近天線的位置進行數字化和信號重構,從而使數字技術能夠執行傳統上由模擬組件完成的功能,以及其他在模擬領域無法實現的功能。

  無論采用何種方式重新配置無線電,完全實現的 SDR 都將能夠使用可編程的信道帶寬和調制特性來找到一個寬闊的頻率范圍。下表列出了 SDR 的一些可能的動態特性:

  1.頻道帶寬、2.數據速率、3.調制類型、4.轉換增益

  除 RF 調諧外,收發器還必須具備利用這些特性中的一個以上特性的能力,才能被視為 SDR。

  軟件無線電的各個方面

  正如前面的列表所示,SDR 具有許多特征。盡管不要求 SDR 具有所有這些特征,但是需要擁有一個以上這些特征。此外,前面的類別可以進一步細分,下面各節會對其進行描述。應該記住的是,軟件定義意味著高度的靈活性和可變性,因此該討論并沒有囊括所有內容,并且會隨著時間的推移而變化。但是,它可以作為了解 SDR 可能存在的方方面面的起點。

  多頻段

  大多數傳統的無線電架構在單個頻段上或一個頻率范圍上操作。在許多應用中,需要進行多種頻率操作。舉幾個例子:蜂窩通信,政府和非政府機構以及智能收集。在這些情況下,通常的做法是使用多個無線電,每個無線電都設計為在一個指定的頻段內工作。多頻段無線電具有按順序或同時在兩個或多個頻段上運行的能力,例如在基站可能鏈接來自不同頻段的手機的情況下。

  多載波

  多載波或多通道無線電具有一次同時在一個以上頻率上運行的能力,可以在同一頻帶內,或者也可以在多頻帶無線電的情況下,同時在兩個不同頻帶內。通常,多載波適用于可能同時服務多個用戶的基站,但是它也適用于可能正在不同 RF 載波上處理語音和數據的用戶終端。

  多模式

  多模式意味著能夠處理幾種不同類型的標準。

  標準包括 AM, FM, GMSK 和 CDMA,但不限于這些。SDR 能夠與許多不同的標準一起工作并不斷進行重新編程。因此,比多模式更好的術語是多變的模式,其暗示離散數量的模式,是一種可變的模式,也意味著連續可變的操作模式。與其他特征一樣,在多載波無線電的情況下,這些模式可以是連續的或同時的。

  多速率

  多速率與多模式密切相關。多速率無線電可以在不同的采樣率中處理信號鏈的不同部分(例如在多速率濾波器中),或是具有處理需要不同數據速率的不同模式的能力。多速率無線電的一個示例是可以處理 270.833 kSPS 的 GSM 或 1.2288 MCPS 的CDMA的無線電。與其他特征一樣,這可以在不同的載波上連續執行或同時執行。

  可變帶寬

  可變帶寬是多模式的另一個方面。

  傳統無線電使用固定的模擬濾波器來確定信道帶寬。

  但是,SDR 使用可以更改的數字濾波器來確定通道帶寬。盡管可以使用一系列開關模擬濾波器來更改傳統接收器中的信道帶寬,但其中只有少數幾個實用。另外,數字濾波器具有實現模擬域中不可能的濾波器的潛力。

  最后,數字濾波器也是可以定制的,以適應干擾源并補償傳輸路徑失真,這是模擬濾波器難以實現的兩個功能。

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