软件定义无线电简介

什么是软件定义无线电(SDR)?特别提款权是如何设计的?利弊是什么?本文介绍了关于这个有趣主题的介绍性信息。

相关信息

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定义软件定义

据我所知，“软件定义的无线电”不是具有一个官方含义的完全标准化术语。所以我需要做的第一件事就是在我说“软件定义的无线电”时建立究竟是什么意思。实际上，我会首先提到我的两件事别意思是:

• 可以通过软件以某种方式修改的典型硬件的RF通信系统不是SDR。例如，如果无线电具有用于频率调制和幅度调制的硬件，并且允许用户通过软件（或固件）设置在两个之间进行选择，我们不处理SDR。这可能被称为软件 -受控收音机。
• 完全基于硬件的数字数据链路不是特别提款权。“软件定义无线电”中的“软件”并不是指系统传输数字数据这一事实。

现在我们有两个SDR的例子不是，这是我在“软件定义的收音机”定义中的尝试：

• 软件定义的无线电是一个概念根据射频通信是通过使用软件(或固件)来执行信号处理任务，通常是由硬件执行。一种软件定义无线电(即设备本身)是一种射频通信系统，它包含了大量基于软件的信号处理功能。

一些细节

这为您提供了一般的想法;以下是在基本定义上扩展的两点：

• 特别提款权并不一定是数字通信系统。这可能看起来违反直觉，但一个非常复杂的数字(实际上是混合信号)电路板可以用来实现纯模拟射频通信，如模拟音频信号的传输。
• SDR不必同时提供发送和接收功能。它可能只是一个发射器，也可能只是一个接收器。如果它既能发射又能接收，它可以在软件中实现Rx路径，在硬件中实现Tx路径。没有理由认为软件必须用于所有事情。

软件定义的射频数据链路中的接收路径示例。

最低要求

与任何其他电子系统一样无线电可以包含不同程度的基于软件功能。出现问题，然后：普通无线电何时成为软件定义的无线电？需要多少软件？

好吧，我的答案是确定基于的决心量软件，而是任务由软件执行。在我看来，如果你想调用一些SDR，那么该软件应该负责传统上由硬件执行的基本RF信号处理任务。这些包括以下内容：

对于发送路径：

• 生成基带波形
• 产生中频波形
• 产生射频波形(这里的“RF”指的是发送到天线的最后的最高频率信号)

接收路径:

• 对接收到的射频信号或中频信号进行采样和解调
• 采样和解码基带信号（这仅适用于数据链路，因为通过“解码”，我表示分析基带信号，以便确定由每个符号表示的二进制信息）

您可能已经注意到，我没有在这个列表中包括过滤。去除不必要的频率成分。对采样基带信号进行低通滤波，这当然是射频通信的一个重要方面;然而，我认为，如果一国的货币体系是“特别提款权”，那么它就不符合“特别提款权”的资格只有软件执行的主要任务是过滤。但如果你觉得我太专一了，请不要犹豫表示反对。

使用软件和DAC生成FSK基带波形。

的组件

我认为确认以下是安全的：如果您的系统没有数据转换器和相当重型处理器，则它不是SDR。

通常，处理器是一个DSP，在这种情况下代表“数字信号处理器”而不是“数字信号处理”。这是一个用于强调某些功能的处理器的名称，例如高核心频率或便于数学计算的硬件。这些特性将DSP芯片与微控制器分开，但很明显，随着微控制器变得更快、更复杂，这条线可能会变得模糊。

如果要在软件中实施解码，则DSP需要非常强大，因为这涉及一些严肃的数学，并且处理器需要快速执行解码计算以跟上传入数据。另一方面，如果您使用处理器的所有作用是生成将被发送到DAC和UP-CONSED的硬件的基带波形，则上面平均的微控制器可能是足够的。

数据转换器将是ADC或DAC(或两者都是)。接收功能需要ADC，发送功能需要DAC。这里一个明显的限制是最大采样率:射频通信有时涉及高频非常高频，转换器的采样率必须高，以提供足够的信噪比。

优点和缺点

在我看来，大多数射频通信系统仍然是在硬件中实现的，这并不奇怪:特别提款卡通常需要大量的软件开发和复杂的PCB设计。此外，关键部件——高性能的数据转换器和坚固的处理器——并不便宜。将所有这些与单芯片、高度集成的收发器(例如这个)，它会处理大量的细节，并为您提供性能数据页面，以便您在打开原理图编辑器之前就大致了解系统的能力。

那么为什么要打扰一个人女？嗯，首先，我发现它们智力激励，因为它们提供了仔细分析RF信号并试验调制和解码技术的车辆。他们还使自定义RF通信系统更容易获得RF设计经验有限的人员。

更实际的好处是灵活性-主要灵活性。如果RF系统的大量部分由软件管理，则可以通过下载新的程序文件来精制，修改或甚至彻底地改进系统功能的重要部分。实际上，改进和修改甚至可以结合到现有的软件中，该软件可以通过自动改变调制方案或解码算法来打开高度自适应RF通信的门，该系统可以被设计为响应事件或长期状态。

特别提款权可以在两者之间转换移频键控和QPSK.基于哪一个目前正在提供较低的误码率。

结论

我希望您现在对什么是软件定义无线电有了一个清晰的概念，尽管可能是理论上的。就成本和简单性而言，特别提款权无法与基于单片机的硬件解决方案竞争。然而，对于研发项目来说，它们是有趣的和有价值的工具，而且它们还能提供先进的功能，在专业的、高性能的射频系统中可能非常有益。