软件无线电技术有哪些

软件无线电,什么是软件无线电

软件定义的无线电（Software Defined Radio,SDR） 是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。

SDR 针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备的问题提供有效而安全的解决方案。

SDR 能够重新编程或重新配置，从而通过动态加载新的波形和协议可使用不同的波形和协议操作。

这些波形和协议包含各种不同的部分，包括调制技术、在软件中定义为波形本身的一部分的安全和性能特性。

软件无线电技术的中国现状

在中国，软件无线电技术受到相当重视，在“九五”和“十五”预研项目和“863”计划中都将软件无线电技术列为重点研究项目。

“九五”期间立项的“多频段多功能电台技术”突破了软件无线电的部分关键技术，开发出4信道多波形样机；我国提出的第三代移动通信系统方案TD-SCDMA，就是利用软件无线电技术完成设计。

软件无线电需要将现代先进的通信技术、微电子技术和计算机技术结合在一起，是一个中长期的研究项目，需要很强的综合实力。

软件定义的无线电的开源软件

发起于2001年，Gnuradio 成为GNU的正式项目之一。

慈善家John Gilmore 发起并捐助$320,000.00 (US) 给Eric Blossom 用来构建代码和维护。

Gnuradio 是一个无线电信号处理方案，它遵循GNU 的GPL 的条款分发。

它的目的是给普通的软件编制者提供探索电磁波的机会，并激发他们聪明的利用射频电波的能力。

正如所有软件定义无线电系统的定义，可重构性是其最重要的功能。

再也不需购买一大堆发射接收设备，只要一台可以装载信号处理软件（这里：Gnuradio）通用的设备。

它虽然只定义几个有限的无线电功能，但是只要理解无线发射系统的机理（算法），你便可以任意的配置去接受它。

Gnuradio 起源于美国的麻省理工学院的SpectrumWare 项目小组开发的Pspectra 代码的分支。

2004年被完全重写。

所以今天的Gnuradio 已不包含原Pspectra 任何代码。

另外值得一提的是Pspectra 已被用作创立商业化的Vanu Software Radio.GNURadio支持包括（HackRF、BladeRF、USRP、rtl-sdr等）通用软件无线电外设设备，来将计算机生成的基带数据信号通过通用软件无线电外设平台与真实世界中的物理信号联系起来。

软件无线电这一新概念一经提出，就得到了全世界无线电领域的广泛关注。

由于软件无线电所具有的灵活性、开放性等特点，使得软件无线电不仅在军民无线通信中获得了应用，而且将在其它领域比如电子战、雷达、信息化家电等领域得到推广，这将极大促进软件无线电技术及其相关产业（集成电路）的迅速发展。

软件定义的无线电的软件无线电的特点

软件无线电的主要特点归纳如下：(1)具有很强的灵活性。

软件无线电可以通过增加软件模块，很容易地增加新的功能。

它可以与其它任何电台进行通信，并可以作为其它电台的射频中继。

可以通过无线加载来改变软件模块或更新软件。

为了减少开支，可以根据所需功能的强弱，取舍选用的软件模块。

?(2)具有较强的开放性。

软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构，其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展。

软件也可以随需要而不断升级。

软件无线电不仅能和新体制电台通信，还能与旧式体制电台相兼容。

这样，既延长了旧体制电台的使用寿命，也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。

软件无线电技术的数字信号处理技术

数字信号处理技术是软件无线电通信系统的基础。

目前尽管低功耗、超强功能的数字信号处理器发展迅速，但数字信号处理器在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电发展的关键之一。

数字信号处理的另一研究内容就是软件，软件是软件无线电技术的核心。

在目前数字信号处理器不能满足软件无线电设计要求的情况下，开发数字信号处理软件应是软件无线电技术的主攻方向。

这其中包括各种FFT算法，调制解调、信源编码、信道编码等各种通信软件，也包括方式控制、信号控制和数据交换软件。

软件无线电

展开全部 数字信号处理技术是软件无线电通信系统的基础。

目前尽管低功耗、超强功能的数字信号处理器发展迅速，但数字信号处理器在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电发展的关键之一。

数字信号处理的另一研究内容就是软件，软件是软件无线电技术的核心。

在目前数字信号处理器不能满足软件无线电设计要求的情况下，开发数字信号处理软件应是软件无线电技术的主攻方向。

这其中包括各种FFT算法，调制解调、信源编码、信道编码等各种通信软件，也包括方式控制、信号控制和数据交换软件。

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软件定义的无线电的作用

SDR 针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备的问题提供有效而安全的解决方案。

SDR 能够重新编程或重新配置，从而通过动态加载新的波形和协议可使用不同的波形和协议操作。

这些波形和协议包含各种不同的部分，包括调制技术、在软件中定义为波形本身的一部分的安全和性能特性。

802.11无线技术的特点

就技术层面而言，WWiSE建议案标示着802.11实作功能的重大进步，主要特点包括：强制使用已经核准、现已存在且全球适用的20MHz Wi-Fi通道宽度，确保它在任何电信法规要求下都能立即使用和部署。

更强的MIMO-OFDM技术，它是在2*2组态配置和一个20 MHz通道的最低要求下达到135 Mbps最大数据速率、进而降低实作成本的关键。

这种技术还能大幅改善简单的天线延伸或信道汇整技术。

利用4*4 MIMO架构和40 MHz通道宽度（只要主管单位允许）实现的540 Mbps最高数据速率，它能替未来的装置和应用提供持续发展的蓝图。

强制模式提供与5 GHz和2.4 GHz频带内现有Wi-Fi装置的向后兼容性与互用性，确保已安装的设备仍能获得强大支持。

先进的FEC编码功能帮助实现最大覆盖率和联机距离，它适用于所有的MIMO组态和通道带宽。

2.3.1、802.11n来龙去脉在当今各种无线局域网技术交织的战国时代，WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放，但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。

自从1997年IEEE802.11标准实施以来，先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等标准制定或者酝酿，但是WLAN依然面对着“四不一没有”的问题，即带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。

就像当今VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样，虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用，却因为这四个“不”，很难进一步发展。

为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平，802.11n应运而生。

2.3.1、500Mbps的美妙前景在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps，甚至高达500Mbps。

这得益于将MIMO（多入多出）与OFDM（正交频分复用）技术相结合而应用的MIMO OFDM技术，这个技术不但提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。

应用前景：802.11n将使WLAN传输速率达到传输速率的10倍，而且可以支持高质量的语音、视频传输，这意味着人们可以在写字楼中用Wi-Fi手机来拨打IP电话和可视电话。

在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。

因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。

应用前景：这使得使用笔记本电脑和PDA可以在更大的范围内移动，可以让WLAN信号覆盖到写字楼、酒店和家庭的任何一个角落，让我们真正体验移动办公和移动生活带来的便捷和快乐。

在兼容性方面，802.11n采用了一种软件无线电技术，它是一个完全可编程的硬件平台，使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容，这使得WLAN的兼容性得到极大改善。

这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容，而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合，比如3G。

让人遗憾的是，802.11n现处于一种“标准滞后、产品早产”的尴尬境地。

802.11n标准还没有得到IEEE的正式批准，但采用MIMO OFDM技术的厂商已经很多，包括Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等，产品包括无线网卡、无线路由器等，而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。

主导802.11n标准的技术阵营有两个，即WWiSE(World Wide Spectrum Efficiency)联盟和TGn Sync联盟。

这两个阵营都希望在下一代无线局域网标准之争中处于优先地位，不过两大阵营的技术构架已经越来越相似，例如都是采用MIMO OFDM技术，而且有消息称，他们已经决定不计前嫌，共同向美国电气电子工程师学会（IEEE）递交了802.11n的无线技术版本。

在这激烈的竞争中，我们却看不到中国的身影，让我们不得不感到有些遗憾。

这也是我们没有核心技术的后果。

标准之争最终还是利益之争，中国企业很难在WLAN核心技术方面取得巨大效益，这是很值得人们深思的。

以前的无线传输技术，发展瓶颈就在覆盖范围和传输速率上。

如果覆盖范围广，那传输的速度肯定会变慢；如果传输速度上去了，那么覆盖范围肯定要缩小。

那么802.11n到底是如何去解决这些问题、如何去突破这个制约无线技术的瓶颈的呢？它包含了哪些具体的新技术呢？我们在这里将一一的去分析。

2.5.1、OFDM技术OFDM技术是MCM(Multi -Carrier Modulation，多载波调制)的一种。

其核心是将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的相互干扰。

每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的，大大消除了符号间干扰，如图1所示。

另外，由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。

OFDM技术解析图还有，OFDM技术通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率，很好地解决了无线数据业务的非对称性传输问题。

同时，OFDM系统还在某种程度上...

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