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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五

2、級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,軟件無線電的現(xiàn)在(xinzi)和未來,第一頁，共23頁。,圖一。理想(lxing)的軟件無線電,第二頁，共23頁。,圖二。傳統(tǒng)(chuntng)的無線通信機(jī)。,第三頁，共23頁。,圖三。過度(gud)型的軟件無線電,第四頁，共23頁。,圖一 所示為理想的軟件無線電的方框圖。通信載頻信號(hào)由天線接收后，經(jīng)低噪聲放大器放大后即進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以后的所有信號(hào)處理都是數(shù)字式的，由軟件處理。,圖二所示為傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)的方框圖。整個(gè)系統(tǒng)為模擬式的。,圖三所示為過渡型軟件無線電系統(tǒng)的方框圖。由于當(dāng)前前置放大器及

3、A/D轉(zhuǎn)換器尚達(dá)不到(b do)理想軟件無線電的要求，故采用過渡型。A/D轉(zhuǎn)換器在中頻以后采樣，以降低對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的要求。,第五頁，共23頁。,二。采用軟件(run jin)無線電的好處,對(duì)用戶：1。一機(jī)多功能，可以與各種制式的通信系統(tǒng)通信。2?？梢宰龅秸嬲沫h(huán)球漫游。,對(duì)于通信營(yíng)運(yùn)商，可以減少營(yíng)運(yùn)開銷。當(dāng)無線終端需要升級(jí)或改進(jìn)時(shí)，無須召回，只要讓用戶下載新的軟件就可以了。,對(duì)通信設(shè)備(shbi)制造商，增加了通信系統(tǒng)的服務(wù)功能，可以開拓更多的商機(jī)。,第六頁，共23頁。,對(duì)于專用通信系統(tǒng)，各種不同功能的專用系統(tǒng)用戶數(shù)有限，因此價(jià)格很高。采用軟件無線電后，不僅得到各系統(tǒng)可以互通的好處，而且由于

4、統(tǒng)一了硬件，擴(kuò)大了市場(chǎng)，價(jià)格也會(huì)下降。,對(duì)于軍隊(duì)，由于軍內(nèi)各不同單位采用不同的通信設(shè)備，互通很難。有時(shí)一部通信指揮車上要有幾部不同的通信系統(tǒng)的通信機(jī)，造成電子兼容問題。一部軟件無線電可以和各種不同制式的通信機(jī)通信，可以方便各軍事單位的聯(lián)系。如果全軍都采用軟件無線電，所有通信機(jī)采用同一(tngy)硬件，用軟件實(shí)現(xiàn)不同功能，從而降低通信系統(tǒng)的采購成本。,第七頁，共23頁。,三。實(shí)現(xiàn)(shxin)軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù),軟件無線電能夠普及使用在技術(shù)上要做到三點(diǎn):(1)。A/D轉(zhuǎn)換器要盡量的靠近天線。(2)。用軟件處理取代硬件處理。(3)。數(shù)字信號(hào)處理要盡量用通用微處理器替代(tdi)專用集成電路，以降

5、低成本。,滿足上面第一，第二條要求，1。要有頻帶又寬，尺寸又小，效率又高，價(jià)格又便宜的天線，這樣的天線目前尚不存在。2。要有寬頻帶，低噪聲，線性性能好，價(jià)格便宜的前置放大器。3。要有工作頻率高，采樣速度快，分辨率高，功耗低，價(jià)格又便宜的A/D轉(zhuǎn)換器。滿足第三條要求，要求有速度快，功耗低，價(jià)格便宜的通用DSP 或CPU。,這些技術(shù)都沒有達(dá)到理想軟件無線電所要求的性能，所以目前不存在理想型的軟件無線電系統(tǒng)，只有過渡型的軟件無線電系統(tǒng)。,即使是過渡型的，民用產(chǎn)品也只有基站，沒有 ，因?yàn)楣募皟r(jià)格問題都還沒有解決。,第八頁，共23頁。,四。實(shí)現(xiàn)理想軟件(run jin)無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展

6、。,天線和射頻前置放大器：目前尚沒有工作頻段覆蓋整個(gè)軟件無線電所需覆蓋頻段的器件，預(yù)測(cè)不久就會(huì)有合適的器件問世。,微電子機(jī)械系統(tǒng)(Microelectromechanical system),簡(jiǎn)稱MEMS 可以幫助實(shí)現(xiàn)寬帶天線和前置放大器的要求。,MEMS 是采用生產(chǎn)集成電路的同樣技術(shù)生產(chǎn)的微型機(jī)械部件(bjin)。因此一致性很好。,MEMS 可以做成各種微型機(jī)械部件(bjin)，應(yīng)用非常廣泛。,第九頁，共23頁。,MEMS可以做成微型開關(guān)，和微型諧振腔濾波器，和微型天線。MEMS組成的天線庫，開關(guān)庫，濾波器庫可以組成體積不大的，可以覆蓋(fgi)很寬頻帶的天線和前置放大器。,圖四所示為一ME

7、MS開關(guān)。,第十頁，共23頁。,圖四。MEMS開關(guān)(kigun)，（a）。開關(guān)(kigun)開，（b）。開關(guān)(kigun)俯視圖，（c）。開關(guān)(kigun)閉合。,第十一頁，共23頁。,對(duì)于通信營(yíng)運(yùn)商，可以減少營(yíng)運(yùn)開銷。,DSP靈活性最高，速度最慢。,這種ADC具有功耗低，速度快，靈敏度高的特點(diǎn)。,C4ISR，就是 人開發(fā)的一個(gè)通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。,推理：應(yīng)用推理（案例為基礎(chǔ)，模型為基礎(chǔ)），基于本體及觀察來調(diào)整自適應(yīng)目標(biāo)和對(duì)新的情況作出反應(yīng)。,軟件(run jin)無線電的未來,High-Q MEMS Filter for Band N,CR是一種高度智能化的通信技術(shù)，它可以自己學(xué)習(xí)周圍的環(huán)境，自己

8、取得適當(dāng)?shù)能浖约哼x擇最佳頻段(pn dun)，最佳的，適合通信環(huán)境的制式進(jìn)行通信。,這些技術(shù)都沒有達(dá)到理想軟件無線電所要求的性能，所以目前不存在理想型的軟件無線電系統(tǒng)，只有過渡型的軟件無線電系統(tǒng)。,過度(gud)型的軟件無線電,理想(lxing)的軟件無線電,MEMS 是采用生產(chǎn)集成電路的同樣技術(shù)生產(chǎn)的微型機(jī)械部件(bjin)。,MEMS Switches,MEMS是目前實(shí)現(xiàn)軟件無線電的前置和天線的一個(gè)可行的方案。,天線和射頻前置放大器：目前尚沒有工作頻段覆蓋整個(gè)軟件無線電所需覆蓋頻段的器件，預(yù)測(cè)不久就會(huì)有合適的器件問世。,要有寬頻帶，低噪聲，線性性能好，價(jià)格便宜的前置放大器。,圖五。用M

9、EMS開關(guān)組成(z chn)的天線和前置放大級(jí),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,第十二頁，共23頁。,圖五是一個(gè)用MEMS組成寬帶天線和寬帶前置級(jí)的方案的示意圖。,MEMS是目前實(shí)現(xiàn)軟件無線電的前

10、置和天線的一個(gè)可行的方案。,ADC：ADC一直是實(shí)現(xiàn)軟件無線電的瓶頸(pn jn)，現(xiàn)有ADC大多都不超過100兆。這是為什么現(xiàn)有的軟件無線電系統(tǒng)都是過渡型的。,最近ADC的技術(shù)進(jìn)展有不同方向，一個(gè)方向仍然從半導(dǎo)體技術(shù)著手。最新的ADC的性能如表所示。,第十三頁，共23頁。,從表中可以看出速度達(dá)到要求了，但是功耗(n ho)仍然偏高，不能用于 。,參數(shù),GaAs,SiGe,最高鐘頻,5GHz,15GHz,信號(hào)噪聲失真比,70dB,110dB,2.5GHz,時(shí)的分辨率,14,比特,18,比特,RF,輸入電壓范圍,-1.5V1.5V,-0.5V0.5V,功率消耗,5,瓦,1,瓦,第十四頁，共23頁

11、。,另一種開發(fā)中的新型的ADC是超導(dǎo)ADC。這種ADC的名字叫做RSFQ（rapid single-flux quantum）。這種ADC具有功耗低，速度快，靈敏度高的特點(diǎn)。采樣率可達(dá)20G次/秒?，F(xiàn)在仍在實(shí)驗(yàn)室階段，相信很快就會(huì)開發(fā)出產(chǎn)品。,數(shù)字(shz)處理部件：數(shù)字(shz)信號(hào)處理器有三種：ASIC，F(xiàn)PGA和DSP。ASIC速度最快，靈活性最差；FPGA 據(jù)中；DSP靈活性最高，速度最慢。三種器件選擇哪種，要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求斟酌決定。,現(xiàn)在的DSP的速度可以滿足軟件無線電的要求，但是速度越高，功耗越大，價(jià)格也越高。,選擇一般速度的DSP加加速器（accelerator）是一種可行方案

12、。圖六是這一方案的示意圖。,第十五頁，共23頁。,第十六頁，共23頁。,五。軟件(run jin)無線電的未來,軟件無線電的未來發(fā)展是智能無線電（Cognitive Radio）。簡(jiǎn)稱CR。,CR是一種高度智能化的通信技術(shù)，它可以自己學(xué)習(xí)周圍的環(huán)境，自己取得適當(dāng)?shù)能浖?，自己選擇最佳頻段(pn dun)，最佳的，適合通信環(huán)境的制式進(jìn)行通信。,第十七頁，共23頁。,1。什么(shn me)是智能無線電（Cognitive Radio）？,FCC:一個(gè)無線電系統(tǒng)的各種參數(shù)是由關(guān)于系統(tǒng)所在的周圍的環(huán)境的信息來決定。,NTIA：一個(gè)無線電系統(tǒng)，能夠感知它周圍的電磁環(huán)境，能夠動(dòng)態(tài)地，自動(dòng)地，調(diào)整它的工作參

13、數(shù)來修改它本身的工作狀態(tài)(zhungti)。,科技界的廣義定義：自適應(yīng)，多維探查，自治的無線電系統(tǒng)，它可以從它的經(jīng)歷中學(xué)習(xí)，可以推理，作計(jì)劃，并決定它的未來行動(dòng)，以滿足用戶的需要。,第十八頁，共23頁。,第十九頁，共23頁。,2。智能(zh nn)無線電（CR）的特性,自適應(yīng)：調(diào)整傳播參數(shù)以滿足各種需要，達(dá)到各種目標(biāo)。,感覺（覺察）：獲取并保存關(guān)于自身功能的知識(shí)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，外部數(shù)據(jù)（例如(lr)應(yīng)用頻譜，規(guī)則），和用戶的需要。,推理：應(yīng)用推理（案例為基礎(chǔ)，模型為基礎(chǔ)），基于本體及觀察來調(diào)整自適應(yīng)目標(biāo)和對(duì)新的情況作出反應(yīng)。,第二十頁，共23頁。,學(xué)習(xí)：結(jié)合過去的表現(xiàn)去重新認(rèn)知各種狀態(tài)并且在

14、任何時(shí)候都為達(dá)到目標(biāo)作出快速反應(yīng)。,計(jì)劃(jhu)：基于過去和現(xiàn)在的狀況，預(yù)測(cè)未來所要采取的行動(dòng)。,網(wǎng)絡(luò)：聯(lián)系自己經(jīng)驗(yàn)和其他更多的經(jīng)驗(yàn)以達(dá)到正確的決定。,圖八是CR的主要組成功能。,第二十一頁，共23頁。,第二十二頁，共23頁。,C4ISR系統(tǒng)(xtng)簡(jiǎn)介,什么是C4ISR系統(tǒng)呢？C4代表指揮，控制，通訊，計(jì)算機(jī)，四個(gè)字的英文開頭字母均為“C，”所以(suy)稱“C4?！薄癐”代表情報(bào)；“S”代表電子監(jiān)聽；“R”代表偵察。C4ISR是軍事術(shù)語,意為自動(dòng)化指揮系統(tǒng)。它是現(xiàn)代軍事指揮系統(tǒng)中，7個(gè)子系統(tǒng)的英語單詞的第一個(gè)字母的縮寫,即指揮Command、控制Control、通信 Communication、計(jì)算機(jī)computer、情報(bào)Intelligence、監(jiān)視Surveillance、偵察Reconnaissance。C4ISR，就是 人開發(fā)的一個(gè)通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。,C4ISR是指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)及監(jiān)視與偵察的英文單詞的縮寫。C4ISR系統(tǒng)是現(xiàn)代軍隊(duì)的神經(jīng)中樞，是兵力的倍增器。戰(zhàn)略C4ISR系統(tǒng)是 軍事指揮當(dāng)局作出重大戰(zhàn)略決策以及戰(zhàn)略部隊(duì)的指揮員對(duì)其所屬部隊(duì)實(shí)施指揮控制、進(jìn)行管理時(shí)所用的設(shè)備、器材、程序的總稱，是 整個(gè)軍事C4ISR系統(tǒng)的重要組成部分。,第二十三頁，共23頁。,