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软件无线电的现在和未来PPT资料

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2024-11-09
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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,软件无线电的现在(xinzi)和未来,第一页,共23页理想(lxing)的软件无线电,第二页,共23页传统(chuntng)的无线通信机第三页,共23页过度(gud)型的软件无线电,第四页,共23页图一 所示为理想的软件无线电的方框图通信载频信号由天线接收后,经低噪声放大器放大后即进行A/D转换,以后的所有信号处理都是数字式的,由软件处理。

图二所示为传统的无线通信系统的方框图整个系统为模拟式的图三所示为过渡型软件无线电系统的方框图由于当前前置放大器及A/D转换器尚达不到(b do)理想软件无线电的要求,故采用过渡型A/D转换器在中频以后采样,以降低对A/D转换器的要求第五页,共23页采用软件(run jin)无线电的好处,对用户:1一机多功能,可以与各种制式的通信系统通信可以做到真正的环球漫游对于通信营运商,可以减少营运开销当无线终端需要升级或改进时,无须召回,只要让用户下载新的软件就可以了对通信设备(shbi)制造商,增加了通信系统的服务功能,可以开拓更多的商机第六页,共23页对于专用通信系统,各种不同功能的专用系统用户数有限,因此价格很高采用软件无线电后,不仅得到各系统可以互通的好处,而且由于统一了硬件,扩大了市场,价格也会下降对于军队,由于军内各不同单位采用不同的通信设备,互通很难有时一部通信指挥车上要有几部不同的通信系统的通信机,造成电子兼容问题一部软件无线电可以和各种不同制式的通信机通信,可以方便各军事单位的联系如果全军都采用软件无线电,所有通信机采用同一(tngy)硬件,用软件实现不同功能,从而降低通信系统的采购成本。

第七页,共23页实现(shxin)软件无线电的关键技术,软件无线电能够普及使用在技术上要做到三点:(1)A/D转换器要尽量的靠近天线用软件处理取代硬件处理数字信号处理要尽量用通用微处理器替代(tdi)专用集成电路,以降低成本满足上面第一,第二条要求,1要有频带又宽,尺寸又小,效率又高,价格又便宜的天线,这样的天线目前尚不存在要有宽频带,低噪声,线性性能好,价格便宜的前置放大器要有工作频率高,采样速度快,分辨率高,功耗低,价格又便宜的A/D转换器满足第三条要求,要求有速度快,功耗低,价格便宜的通用DSP 或CPU这些技术都没有达到理想软件无线电所要求的性能,所以目前不存在理想型的软件无线电系统,只有过渡型的软件无线电系统即使是过渡型的,民用产品也只有基站,没有 ,因为功耗及价格问题都还没有解决第八页,共23页实现理想软件(run jin)无线电系统的关键技术的现状和进展天线和射频前置放大器:目前尚没有工作频段覆盖整个软件无线电所需覆盖频段的器件,预测不久就会有合适的器件问世微电子机械系统(Microelectromechanical system),简称MEMS 可以帮助实现宽带天线和前置放大器的要求。

MEMS 是采用生产集成电路的同样技术生产的微型机械部件(bjin)因此一致性很好MEMS 可以做成各种微型机械部件(bjin),应用非常广泛第九页,共23页MEMS可以做成微型开关,和微型谐振腔滤波器,和微型天线MEMS组成的天线库,开关库,滤波器库可以组成体积不大的,可以覆盖(fgi)很宽频带的天线和前置放大器图四所示为一MEMS开关第十页,共23页MEMS开关(kigun),(a)开关(kigun)开,(b)开关(kigun)俯视图,(c)开关(kigun)闭合第十一页,共23页对于通信营运商,可以减少营运开销DSP灵活性最高,速度最慢这种ADC具有功耗低,速度快,灵敏度高的特点C4ISR,就是 人开发的一个通讯联络系统推理:应用推理(案例为基础,模型为基础),基于本体及观察来调整自适应目标和对新的情况作出反应软件(run jin)无线电的未来,High-Q MEMS Filter for Band N,CR是一种高度智能化的通信技术,它可以自己学习周围的环境,自己取得适当的软件,自己选择最佳频段(pn dun),最佳的,适合通信环境的制式进行通信这些技术都没有达到理想软件无线电所要求的性能,所以目前不存在理想型的软件无线电系统,只有过渡型的软件无线电系统。

过度(gud)型的软件无线电,理想(lxing)的软件无线电,MEMS 是采用生产集成电路的同样技术生产的微型机械部件(bjin)MEMS Switches,MEMS是目前实现软件无线电的前置和天线的一个可行的方案天线和射频前置放大器:目前尚没有工作频段覆盖整个软件无线电所需覆盖频段的器件,预测不久就会有合适的器件问世要有宽频带,低噪声,线性性能好,价格便宜的前置放大器用MEMS开关组成(z chn)的天线和前置放大级,Adjustable MEMS Antenna,MEMS Switches,MEMS Switchable Impedance Matching Circuit,High-Q MEMS Filter for Band 1,High-Q MEMS Filter for Band 2,High-Q MEMS Filter for Band N,Software Control,LO,ADC,To Baseband Processing,第十二页,共23页图五是一个用MEMS组成宽带天线和宽带前置级的方案的示意图MEMS是目前实现软件无线电的前置和天线的一个可行的方案ADC:ADC一直是实现软件无线电的瓶颈(pn jn),现有ADC大多都不超过100兆。

这是为什么现有的软件无线电系统都是过渡型的最近ADC的技术进展有不同方向,一个方向仍然从半导体技术着手最新的ADC的性能如表所示第十三页,共23页从表中可以看出速度达到要求了,但是功耗(n ho)仍然偏高,不能用于 参数,GaAs,SiGe,最高钟频,5GHz,15GHz,信号噪声失真比,70dB,110dB,2.5GHz,时的分辨率,14,比特,18,比特,RF,输入电压范围,-1.5V1.5V,-0.5V0.5V,功率消耗,5,瓦,1,瓦,第十四页,共23页另一种开发中的新型的ADC是超导ADC这种ADC的名字叫做RSFQ(rapid single-flux quantum)这种ADC具有功耗低,速度快,灵敏度高的特点采样率可达20G次/秒现在仍在实验室阶段,相信很快就会开发出产品数字(shz)处理部件:数字(shz)信号处理器有三种:ASIC,FPGA和DSPASIC速度最快,灵活性最差;FPGA 据中;DSP灵活性最高,速度最慢三种器件选择哪种,要根据实际设计要求斟酌决定现在的DSP的速度可以满足软件无线电的要求,但是速度越高,功耗越大,价格也越高选择一般速度的DSP加加速器(accelerator)是一种可行方案。

图六是这一方案的示意图第十五页,共23页第十六页,共23页软件(run jin)无线电的未来,软件无线电的未来发展是智能无线电(Cognitive Radio)简称CRCR是一种高度智能化的通信技术,它可以自己学习周围的环境,自己取得适当的软件,自己选择最佳频段(pn dun),最佳的,适合通信环境的制式进行通信第十七页,共23页什么(shn me)是智能无线电(Cognitive Radio)?,FCC:一个无线电系统的各种参数是由关于系统所在的周围的环境的信息来决定NTIA:一个无线电系统,能够感知它周围的电磁环境,能够动态地,自动地,调整它的工作参数来修改它本身的工作状态(zhungti)科技界的广义定义:自适应,多维探查,自治的无线电系统,它可以从它的经历中学习,可以推理,作计划,并决定它的未来行动,以满足用户的需要第十八页,共23页第十九页,共23页智能(zh nn)无线电(CR)的特性,自适应:调整传播参数以满足各种需要,达到各种目标感觉(觉察):获取并保存关于自身功能的知识,内部网络的状态,外部数据(例如(lr)应用频谱,规则),和用户的需要推理:应用推理(案例为基础,模型为基础),基于本体及观察来调整自适应目标和对新的情况作出反应。

第二十页,共23页学习:结合过去的表现去重新认知各种状态并且在任何时候都为达到目标作出快速反应计划(jhu):基于过去和现在的状况,预测未来所要采取的行动网络:联系自己经验和其他更多的经验以达到正确的决定图八是CR的主要组成功能第二十一页,共23页第二十二页,共23页C4ISR系统(xtng)简介,什么是C4ISR系统呢?C4代表指挥,控制,通讯,计算机,四个字的英文开头字母均为“C,”所以(suy)称“C4I”代表情报;“S”代表电子监听;“R”代表侦察C4ISR是军事术语,意为自动化指挥系统它是现代军事指挥系统中,7个子系统的英语单词的第一个字母的缩写,即指挥Command、控制Control、通信 Communication、计算机computer、情报Intelligence、监视Surveillance、侦察ReconnaissanceC4ISR,就是 人开发的一个通讯联络系统C4ISR是指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦察的英文单词的缩写C4ISR系统是现代军队的神经中枢,是兵力的倍增器战略C4ISR系统是 军事指挥当局作出重大战略决策以及战略部队的指挥员对其所属部队实施指挥控制、进行管理时所用的设备、器材、程序的总称,是 整个军事C4ISR系统的重要组成部分。

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