一種實現(xiàn)VEM總線結構的軟件無線電方案
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4 軟件無線電基站
4．1 通信基站的基本需求
所謂軟件無線電就是將模塊化、標準化的硬件單元，以總線方式連接構成基本平臺，并通過軟件加載，實現(xiàn)各種通信功能的一種開放式體系結構。軟件無線電主要由天線、射頻前端、高速A／D—D／A轉(zhuǎn)換器、通用和專用數(shù)字信號處理器、低速A／D—D／A轉(zhuǎn)換器以及各種接口和各種軟件所組成。它是一種新興技術，這種技術可由軟件來建立靈活的，多服務，多標準，多頻帶，可重構，可重編程的無線系統(tǒng)。
一般來說，通信基站要求通信的靈活性和信號可測性，不僅對用戶有利，而且對服務提供商來說也有利。對于多頻／多模的可編程手機。它要求能夠自動檢測接收信號，接入不同的網(wǎng)絡，而且能滿足不同接續(xù)時間的要求。軟件無線電技術可用不同軟件實現(xiàn)不同無線電設備的各種功能，可任意改變信道接入方式或調(diào)制方式，利用不同軟件來適應不同標準，構成多模手機和多功能基站，具有高度的靈活性。針對移動PC通信終端，軟件無線電還可以解決傳統(tǒng)基站和移動終端的單一模式造成的不兼容問題，使基站和PC終端能夠滿足多種標準，能應付當前和將來復雜的通信模式和信令結構。另外，利用軟件來實現(xiàn)動態(tài)信道分配機制，能夠有效地提高系統(tǒng)性能和頻譜利用率。
值得指出的是，通常情況下基站升級必須重新更換硬件平臺，而使用了軟件無線電技術后則保護了網(wǎng)絡運營商的硬件投資同時延長了各種終端移動設備的生存周期。
4．2 軟件無線電基站
傳統(tǒng)的基于硬件的基站是一個復雜的無線電、控制體系以及通信和控制下層結構的混合體。許多分散的收發(fā)器為用戶信號的傳輸提供通信信道，并且用戶會話必須被匯集、數(shù)字化，并在通信下層結構里進行多路傳輸。該結構最大的問題是信號處理，因為它是由固定的硬件設備構建的，很難升級。而使用軟件無線電技術可以很容易的從一個標準切換到另一個，只需要簡單地把不同的軟件加載到處理單元中就可以了。這種只需軟件升級而不必進行昂貴的硬件更換從根本上改變無線基站的工作方式，這在無線技術快速變換的今天很具優(yōu)勢且很具實用價值。
在不遠的將來，在某一移動終端所處區(qū)域內(nèi)很可能有多個不同系統(tǒng)存在。用戶或運營商將根據(jù)這種新的網(wǎng)絡條件來選擇網(wǎng)絡。選擇合適網(wǎng)絡后進行重構的第一步是確定哪種無線接入網(wǎng)可以利用。為了實現(xiàn)這一步必須有滿足所有條件的標準系統(tǒng)(系統(tǒng)包括GSM，CDMAIS-95，EDC T，UMTS等)的必要硬件的基站，這個基站被稱作通信基站。對應的軟件基站將按需求下載軟件模塊到一個快速上電或漫游的移動設備上。每個通用基站有兩種類型的信道一通用導頻信道和通用數(shù)據(jù)信道，通用導頻信道是一個同步參考，消息傳播和發(fā)信號信道。為了下載系統(tǒng)軟件，移動設備將通過這個信道與通用基站交換信息。通用數(shù)據(jù)信道是專門為移動設備用來下載系統(tǒng)軟件代碼的，用這些代碼配置移動設備的硬件來提供調(diào)制，接人和網(wǎng)絡功能。這種移動設備具有通用的可編程硬件以適用于眾多的標準。
4．3 WiMAX軟件無線電基站方案
由于大多數(shù)的信號處理和濾波器是在硬件上實現(xiàn)的，窄帶系統(tǒng)不能提供所需的容量從而只能通過寬帶的軟件無線電技術加以實現(xiàn)。如果基站使用寬帶軟件無線電結構，其硬件可以覆蓋20 MHz范圍幾乎所有的在數(shù)字領域出現(xiàn)的信號處理，這樣一來可以通過軟件的更新來支持不同空中接口方便地實現(xiàn)無線性能改變。與常規(guī)的方法相比，這種方法在費用上、性能上和靈活性上等諸多方面都帶來了重要的改進。對正在發(fā)展中的協(xié)議如IEEE802.16來說，該方法優(yōu)點將更為突出。
為了選擇一個可利用的無線接入網(wǎng)，移動設備將先檢測通用導頻信道是否可用，檢測完所有可用的通用導頻信道后，通用基站將考慮移動設備的移動情況。通用基站在切換上應該有一定的門限，當選擇一個無線接入網(wǎng)時，如果移動設備的移動預期切換超出門限，那么通用基站以更大覆蓋區(qū)域為移動設備分配導頻信道。選擇網(wǎng)絡后，通用導頻信道將搜索已選的服務是否可用。選擇了合適的網(wǎng)絡后，移動設備將開始下載軟件。如果移動設備移到一個新的區(qū)域，移動的QoS低而且同樣的系統(tǒng)無法獲得，移動設備將要求基站通過下載升級對應的系統(tǒng)軟件。
由于自適應天線波束賦形技術(Adaptive beam forming)能夠在不增加新站點的前提下得到相同的覆蓋面積，同時提供針對于高數(shù)據(jù)傳輸速率大容量的帶寬。一個使用上述寬帶軟件無線電技術的蜂窩基站產(chǎn)品可以容易地實現(xiàn)從2G到2.5G、3G，以及4GWiMAX的演進．其自適應智能天線將大大擴大4G中針對移動高速數(shù)據(jù)的802.16eWiMAX協(xié)議標準的覆蓋范圍，尤其是在每個蜂窩的邊界。軟件無線電的硬件定義由軟件來實現(xiàn)哪些功能。結合軟件無線電技術和自適應智能天線技術的優(yōu)點，當需要支持2．5G、3G和4G高速數(shù)據(jù)設備的更高載波干擾比(C／I)要求時，該軟件無線電基站可通過增加自適應天線陣列來滿足超容量需求，從而減少對新站點的需求。
5 結束語
未來個人移動通信系統(tǒng)所要達到的目標是：任何人在任何時間，任何地點都可以和其他任何人進行任何種類(話音，數(shù)據(jù)，圖像等)的通信。越來越大的通信需求，一方面使通信產(chǎn)品的生存周期縮短，開發(fā)費用上升；另一方面，新老體制通信共存，各種通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)變得更加復雜和困難，所以尋求一種既能滿足新一代移動通信需求，又能兼容老體制，而且更具有擴展能力的新的個人移動通信體系結構成為人們努力的方向。而軟件無線電正好提供了解決這一問題的技術途徑，成為下一代代移動通信系統(tǒng)研究的熱點。寬帶、多載波、軟件無線電移動無線網(wǎng)絡結構直接適用已經(jīng)出現(xiàn)的WiMAX802.16技術，尤其滿足802.16e移動高速數(shù)據(jù)要求。因此，無論是已經(jīng)展開的3G系統(tǒng)，還是下一代無線通信4G系統(tǒng)，軟件無線電技術都是實現(xiàn)這些系統(tǒng)的關鍵技術之一。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/153729.htm
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