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软件定义无线电

软件定义无线电 无论是对于战场?上的士兵,还是命令控制中心的决策者,∷安全<实时准确的信息对于任何军事行动、促…

软件定义无线电

无论是对于战场?上的士兵,还是命令控制中心的决策者,∷安全<实时准确的信息对于任何军事行动、促进策略和战术决策都?是至关重要的㎞。

本文引用地址:http:/??/www.?eepw.com.cn/article/2㏄=67041.htm

  先进的无线通信技术网※络由许多复杂?的射频(RF)和信号处理技术∷交织而成,所有这些技术密切协作,形成?可靠的通信网络,用户只需?轻触按钮就能传输?信息。

  在军用﹣∟通信历史中*,涌现了大量不同且不兼容的〒无线电,在这些领域,工作小组可能需要不?同的装置,以用于机载链路、卫♀星通信、中继基站、紧急发?射器%以及特定应用?目的(如无%人机操作)。 其中每一个无线电链?路都起着生死攸关√?的作用,漏掉其中一个会使工作小组处于不利境地。 然而,无线电在尺∶寸、重量和备用?电池等方面都需要考虑成本。 随着各种新要?求和新链路的加入,问题变得∈更加复杂。

  需?要一款″通用型全双工无线电模?块?,?可以用于所有平台,并能在现场进行动态重配置。 这将减少负担,带来灵活性和通用性,提高效?率,用一组∩电池可以工作?更?长时间,从而形成巨?大?的尺寸、∣重量和功耗(SWaP)优势。

  然而,-把这种通用?无线电?﹤概念≒变成¥现实却比预期要∑困难得多,而且提供合适的模拟$前端 (AFE) 也非常困难。 直到∞最近,面向这类多功能无线电的实?用模拟前端还需要‖一个°重叠并行通道阵列,每个通道旨在覆盖℉射频频谱的一个*特定频段,其带宽与目?标信号格式?相♂匹配。 这种方法在最终印刷电路板占用№空间、重量、?功耗方面的代价非常高。

mol  软件定义解决方案﹢

  软件定义无线电(SDR)可以?适应各种物理层格式和≦协议,并可通过处理器上运行×的软件加密数据并?进行模数转换,对于军事要求堪称完美。 用户可以动态控制频率、调制、?带∫宽/、加密功能和波形要求。

 ≮ SDR还可以将新波形和?功能×灵活整合到系统中,无需升级或替换硬件组件。 士兵可以使用这些¥SDR进行数据访问并与命令中心?进行通信,另?外≠还可使?用这些SDR创?建广域传℃感¬器/网格网络以实现位置检测和战斗士兵之间的通信。

  SDR中最重要的组件是收发器,它需⊿要具?有≧可?通过¤软件快速调整的极宽RF范围。 ∴另外还需要支@持频分复用(FDD)和时分复用(TDD),同时需具有高水平范围和可靠性,即使在噪声条件下亦是如此。 与此同时,此设备应该可以在较低功率下运行,使士兵电池组消耗最小。

  一种高度集成?的混合信号R?F IC使′宽带SDR设计更小3、更?轻、耗电更少。 但是?真正的挑战是SDR中AFE的超高带宽特性;将需要很多频谱特定㎜前端,每个前端对于∠设计和评估都是一种挑战。 此外,最终产品将?不符合SwaP方面的?要求。

 ? ?组件要求

 ? 具有支持双独立收发器通道的新一代宽带可编程前端?收发器,包括ADI公司的AD?9361 RF捷?变收≤发器。 这些器件可应对SDR的挑战。

  ?系统处理器可以?动态重o新配置关键参数(如带?宽和㈱RF频率),以适应应用需求,从而带来最佳结果。 此?外,它可以处理快速增长的多输入、多⊥输出(MIMO)频段以及不需要MIMO∧的?那些应用?。

  ?这款10 x? ㎝10mm的芯片级器件﹥具有200kHz至56MHz的用户可?调带宽范?围,以及构建70MHz到6GHz信号链所需的其他2特性和性能。 利用这款2 &ti㎏mes; 2§直接变频组≥件 ??,可以将整个模拟前端简化成一个相对简单的电路。 它通过一个L∨VDS或CMOS端口与主机处理器连?接,以∵提升速度、简化⊕操作。 该?设备集成了12位ADC和DAC=、小数N㎡分?频频率合成?器、数字和模拟滤波器、⊙自动增益控制(1AG·C)、发?射功率监控、正交校正和其他关键功能。

  接收器噪◎声系数?也小于2㏕.5dB,发送器的误差矢?量幅值(EVM)优于-?40Db≯,且发送器噪底低于-157dBm/∪Hz。 ㏒对于发射和接收路径?,本振?步长为2.5Hz,可实现精密调谐。 即使所有功能均集成到器件中,一m般功耗仅1W左右。

  系统设计

  像±灵活的宽带软件定义无线电一样的复杂设计涉及℡大量£?的电路设计工㎎作,以及﹣算法开发工作和一些权衡?,因?此,AD9361有⌒一种配套的参考设计,专门针对Xi?linx 软件定义无线电 FPGA应用而优+化。

  该板可?通过软件完全自定义,同时无需改变任何硬件,提供针对各种∮MIMO配?置的额外选项。 AD?Iml公司还与Ma?thWorks公司合作,将AD9361和AD9361滤波器设计向导整合到其‰设计和仿真工具中?。 ?Ma÷?t?hworks公司还将该设备列入其SimRF库中,允许在无线系统设计中仿真其性μ能。

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  由于这款灵活﹢的小型高性能IC取m代了大量分立式电路,所以?表面看起来,对此类分立式设计的需求已经不复存在。 但事实不>一定是3这≈样的,因为针对软件?定义无线电频率范围的特定频?段、格式和带宽的收发器信号链设计,如果设计精良、经仔细调试而且布局合理,其在该特定应用中㏑的性能有可能超过AD963≌1 I?C,虽然其体积较大。

  无论系统工程师是愿意用ADI FMC平台,还是使?用已上市的软件定义无线电平台,来开展软件定义无线电的设计∽和℅开发工作,使用AD9?361而?取?得的整体产£品封装和性∥能都将带来巨大的∝领?先优?势。

  这款IC已经发布并被设计到两款现≡有开放市场SDR产品中: 即Ettu∏s Research的通用软件无线电外设(USRP?)(ht?tp:?//www.et?tus.co?m)和Epi?q Solut?ions的Ma?veriq多通道可¢重配置射频收发器? (http://www.epiqsol?utions.com)。

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作者: mgnqyz

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