软件无线电技术是指采用通用的硬件平台,通过软件编程来实现各种功能。“通用硬件平台”实际上是一台功能强大的袖珍型电子计算机,过去它靠硬件实现的任务,现在利用软件都可完成。关于“什么是软件无线电 认知无线电和软件无线电的区别”的详细说明。

 

1.什么是软件无线电

软件无线电技术是指采用通用的硬件平台,通过软件编程来实现各种功能。“通用硬件平台”实际上是一台功能强大的袖珍型电子计算机,过去它靠硬件实现的任务,现在利用软件都可完成。例如,灌进一组电视软件,它就成了电视机;灌进收音软件,它就成了收音机;灌进无线电通信软件,它就成了无线电台。将各种各样的无线电软件灌进去,就成了一种多模式终端。“软件无线电台”的出现为实现三军联合作战和各军兵种之间的高效、可靠的协同通信找到了一种理想的手段,成为面向21世纪的一种全新的无线电通信技术。

这种别具一格的新型无线电通信设备,借助于一套可编程(程序编制)的方法可实现一机多用、一专多能。这种无线电台的硬件结构十分简单,但它的软件功能非常丰富,可以通过实时改变和运行不同的程序来提供无线电台的不同功能,可视灌进的软件分别完成调辐、调频、跳频和扩频等功能。换句话说,同是一部无线电台可以在不同的场合,充当不同的角色,以完成不同的通信任务。由于无线电台的“身份”能因需而变,这对提高通信设备的利用率无疑会有很大好处。

什么是软件无线电

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2.认知无线电和软件无线电的区别

软件无线电的基本思想就是将硬件作为其通用的基本平台,把尽可能多的无线及个人通信的功能通过可编程软件来实现,使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说,它是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。软件无线电的概念是由美国人JeeMitala在1992年5月的美国电信会议上首次明确提出的。当时这个技术的提出主要是为了解决美国军方不同军种之间通信装备不同而引起的通信不畅的问题,在后来则越来越多的引起了民用研究机构的广泛注意。它的出现是无线通信继从模拟到数字、从固定到移动后,从硬件到软件的第三次变革。

软件无线电的核心技术是用宽频带的无线接收机来代替原来的窄带接收机,并将宽带的模拟/数字、数字/模拟变换器尽可能的靠近天线,从而使通信电台的功能尽可能多的采用可编程软件来实现。

软件无线电的优势主要体现在以下几个方面:

(1)系统结构通用,功能实现灵活,改进升级方便。

(2)提供了不同系统间互操作的可能性。软件无线电可以使移动终端适合各种类型的空中接口,可以在不同类型的业务间转换。

(3)由于通过软件实现系统的主要功能,更易于采用新的信号处理手段,从而提高了系统的抗干扰性能。

(4)拥有较强的跟踪新技术的能力。由于能够在硬件平台的基本结构不发生变化的情况下,通过改变软件来实现新业务和使用新技术,降低了通信产品的开发成本,同时也降低了运营商的投资。

2003年,美国联邦通信委员会(FCC)给出了认知无线电的狭义定义,即认知无线电是指能够通过与工作环境交互,改变发射机参数的无线电设备,其主体可能是软件无线电,但既没有软件也没有现场可编程的要求。

就广义而言,认知无线电以灵活、智能、可重配置为显著特征,通过感知外界环境,并使用人工智能技术从环境中学习,有目的地实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等),使其内部状态适应接收到的无线信号的统计变化,从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信,以及对异构网络环境下有限的无线频谱资源进行高效地利用。

随着无线通信需求的不断增长,对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高,对无线频谱资源的需求也相应增长,从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张,成为制约无线通信发展的瓶颈;另一方面,已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。因此,人们提出采用认知无线电(CR)技术,通过从时间和空间上充分利用这些空闲的频谱资源,从而有效解决上述难题。认知无线电的主要出发点就是使无线用户之间实现频谱资源共享。

认知无线电应该具备以下主要特征:

(1) 认知能力。认知能力使认知无线电能够从其工作的无线环境中捕获或者感知信息,从而可以标识特定时间和空间的未使用频谱资源(也称为频谱空洞),并选择最适当的频谱和工作参数。

(2) 重构能力。重构能力使得认知无线电设备可以根据无线环境动态编程,从而允许认知无线电设备采用不同的无线传输技术收发数据。可以重构的参数包括:工作频率、调制方式、发射功率和通信协议等。重构的核心思想是在不对频谱授权用户产生有害干扰的前提下,利用授权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务。一旦该频段被频谱授权用户使用,认知无线电有两种应对方式:一是切换到其它空闲频段通信;二是继续使用该频段,但改变发射频率或者调制方案避免对频谱授权用户的有害干扰。

认知无线电和软件无线电的区别

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