一種實(shí)現(xiàn)VEM總線結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)化的硬件單元，以總線方式連接構(gòu)成基本平臺，并通過軟件加載，實(shí)現(xiàn)各種通信功能的一種開放式體系結(jié)構(gòu)。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(shù)，這種技術(shù)可由軟件來建立靈活的，多服務(wù)，多標(biāo)準(zhǔn)，多頻帶，可重構(gòu)，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(wù)提供商來說也有利。對于多頻／多模的可編程手機(jī)。它要求能夠自動檢測接收信號，接入不同的網(wǎng)絡(luò)，而且能滿足不同接續(xù)時間的要求。軟件無線電技術(shù)可用不同軟件實(shí)現(xiàn)不同無線電設(shè)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(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成多模手機(jī)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(biāo)準(zhǔn)，能應(yīng)付當(dāng)前和將來復(fù)雜的通信模式和信令結(jié)構(gòu)。另外，利用軟件來實(shí)現(xiàn)動態(tài)信道分配機(jī)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(shù)后則保護(hù)了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的硬件投資同時延長了各種終端移動設(shè)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(fù)雜的無線電、控制體系以及通信和控制下層結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)里進(jìn)行多路傳輸。該結(jié)構(gòu)最大的問題是信號處理，因為它是由固定的硬件設(shè)備構(gòu)建的，很難升級。而使用軟件無線電技術(shù)可以很容易的從一個標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(shù)快速變換的今天很具優(yōu)勢且很具實(shí)用價值。
在不遠(yuǎn)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(yùn)營商將根據(jù)這種新的網(wǎng)絡(luò)條件來選擇網(wǎng)絡(luò)。選擇合適網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)行重構(gòu)的第一步是確定哪種無線接入網(wǎng)可以利用。為了實(shí)現(xiàn)這一步必須有滿足所有條件的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shè)備上。每個通用基站有兩種類型的信道一通用導(dǎo)頻信道和通用數(shù)據(jù)信道，通用導(dǎo)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(shè)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(shè)備用來下載系統(tǒng)軟件代碼的，用這些代碼配置移動設(shè)備的硬件來提供調(diào)制，接人和網(wǎng)絡(luò)功能。這種移動設(shè)備具有通用的可編程硬件以適用于眾多的標(biāo)準(zhǔn)。
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(shí)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(shù)加以實(shí)現(xiàn)。如果基站使用寬帶軟件無線電結(jié)構(gòu)，其硬件可以覆蓋20 MHz范圍幾乎所有的在數(shù)字領(lǐng)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(shí)現(xiàn)無線性能改變。與常規(guī)的方法相比，這種方法在費(fèi)用上、性能上和靈活性上等諸多方面都帶來了重要的改進(jìn)。對正在發(fā)展中的協(xié)議如IEEE802.16來說，該方法優(yōu)點(diǎn)將更為突出。
為了選擇一個可利用的無線接入網(wǎng)，移動設(shè)備將先檢測通用導(dǎo)頻信道是否可用，檢測完所有可用的通用導(dǎo)頻信道后，通用基站將考慮移動設(shè)備的移動情況。通用基站在切換上應(yīng)該有一定的門限，當(dāng)選擇一個無線接入網(wǎng)時，如果移動設(shè)備的移動預(yù)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(shè)備分配導(dǎo)頻信道。選擇網(wǎng)絡(luò)后，通用導(dǎo)頻信道將搜索已選的服務(wù)是否可用。選擇了合適的網(wǎng)絡(luò)后，移動設(shè)備將開始下載軟件。如果移動設(shè)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(shè)備將要求基站通過下載升級對應(yīng)的系統(tǒng)軟件。
由于自適應(yīng)天線波束賦形技術(shù)(Adaptive beam forming)能夠在不增加新站點(diǎn)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(shù)的蜂窩基站產(chǎn)品可以容易地實(shí)現(xiàn)從2G到2.5G、3G，以及4GWiMAX的演進(jìn)．其自適應(yīng)智能天線將大大擴(kuò)大4G中針對移動高速數(shù)據(jù)的802.16eWiMAX協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)哪些功能。結(jié)合軟件無線電技術(shù)和自適應(yīng)智能天線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)需要支持2．5G、3G和4G高速數(shù)據(jù)設(shè)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(yīng)天線陣列來滿足超容量需求，從而減少對新站點(diǎn)的需求。
5 結(jié)束語
未來個人移動通信系統(tǒng)所要達(dá)到的目標(biāo)是：任何人在任何時間，任何地點(diǎn)都可以和其他任何人進(jìn)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(fèi)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(fù)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(kuò)展能力的新的個人移動通信體系結(jié)構(gòu)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(shù)途徑，成為下一代代移動通信系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。寬帶、多載波、軟件無線電移動無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直接適用已經(jīng)出現(xiàn)的WiMAX802.16技術(shù)，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(shù)都是實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文引用地址：http://2s4d.com/article/153729.htm
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