Documento sobre tecnología de radio por software: un estudio preliminar sobre la tecnología de radio por software
¿La tecnología de radio por software utiliza software moderno para manipular y controlar los tradicionales? ¿Circuito de hardware puro? La comunicación inalámbrica rompe con el antiguo modelo de depender únicamente del desarrollo de hardware para realizar las funciones de comunicación de los dispositivos. Este artículo analiza las ventajas de la radio por software y la aplicación de la tecnología de radio por software en las comunicaciones militares y móviles.
Software de radio; comunicaciones militares; comunicaciones móviles
Hoy en día, los sistemas de comunicación se están transformando de sistemas analógicos a sistemas digitales, lo que crea condiciones favorables para el desarrollo de las comunicaciones inalámbricas. Sin embargo, el método tradicional de completar las reformas de la nueva tecnología de comunicación inalámbrica mediante la actualización del equipo de hardware ha traído muchos problemas, lo que limita el desarrollo futuro de la tecnología inalámbrica. Para resolver este dilema, surgió la radio por software, que tiene ventajas que los equipos tradicionales de comunicación por radio por hardware no pueden igualar.
1. Ventajas de la radio software
1. Puede reducir los costos y ciclos de desarrollo.
Al desarrollar tecnologías y productos para sistemas de comunicación inalámbricos tradicionales, solo se centran en un único estándar. Se necesita más de un año para pasar de un estándar relativamente estable al diseño y desarrollo de un chip dedicado, y luego al diseño e implementación del producto. Al mismo tiempo, esta situación también ha llevado a la aplicación irrazonable de muchas tecnologías nuevas en el proceso de establecimiento de normas, limitando el desarrollo y la aplicación de nuevas tecnologías, haciendo que los productos comerciales difieran significativamente del nivel técnico en ese momento. La aplicación de software de radio puede proporcionar un nuevo concepto y una plataforma de comunicación inalámbrica universal para la investigación y el desarrollo de tecnología y productos, acortar en gran medida el ciclo de desarrollo, reducir los costos de desarrollo y permitir que los productos se desarrollen simultáneamente con el nivel técnico.
2. Excelente escalabilidad.
La tecnología de radio de software tiene buena escalabilidad, principalmente porque puede completar fácilmente la expansión y actualización de las funciones del sistema. Sin embargo, debido a que la tecnología de radio en red se basa en una plataforma de soporte de hardware modular, universal y estandarizada, hay muy poco espacio para la expansión del hardware y su excelente escalabilidad se concentra principalmente en el software.
Además, la tecnología de radio de software también proporciona comodidad para las actualizaciones y ampliaciones del sistema. Solo necesita actualizar o ampliar el software correspondiente y, en comparación con mejorar y optimizar el hardware, actualizar y ampliar el software es mucho más sencillo. Lo más importante es que con la ayuda de herramientas de software se pueden ampliar diversos servicios de comunicación según las necesidades reales.
3.
La tecnología de radio del software es reconfigurable, lo que mejora enormemente su flexibilidad. En la actualidad, las señales de banda base a señales de radiofrecuencia se han digitalizado por completo, lo que permite que la tecnología de radio de software se adapte a una variedad de bandas de frecuencia operativas y modos de funcionamiento mediante la sustitución de módulos de software.
Al mismo tiempo, buenas antenas multibanda y capacidades controlables de conversión de radiofrecuencia multibanda y multipotencia hacen que las radios de software se adapten bien a requisitos ambientales complejos y pueden cambiar las bandas de radiofrecuencia, los anchos de banda y la transmisión. a través de la programación del software. Tarifa, método de acceso al canal, tipo de servicio, método de cifrado y tipo de interfaz.
2. Aplicación de la tecnología de radio por software en las comunicaciones militares
La razón por la que las comunicaciones inalámbricas ocupan una posición importante en las comunicaciones modernas es inseparable de su equipo simple, su fácil portabilidad y su fácil operación. de. Son estas ventajas únicas las que lo hacen ampliamente utilizado en diversos campos representados por el campo militar. Es un medio de comunicación indispensable e importante para todos los servicios y unidades.
El término radio definida por software fue propuesto por primera vez por el ejército estadounidense. Era la época de la Guerra del Golfo. Cuando fuerzas y servicios multinacionales llevan a cabo operaciones conjuntas, se topan con problemas operativos de interconexión. No sólo la interoperabilidad de las comunicaciones es deficiente y la velocidad de respuesta es lenta, sino que el ancho de banda es demasiado estrecho y la velocidad demasiado baja, lo que afecta gravemente a tecnologías clave para las operaciones conjuntas. Por lo tanto, el ejército estadounidense comenzó a formular planes específicos para estudiar un software de radio universal: Easy Talk, que se basa en un procesador de señal digital, programable por software, modular, multimodo y con capacidad de reconstrucción de formas de onda. La radio tiene casi todas las funciones de todas las estaciones de radio utilizadas por el ejército de EE. UU., incluidas estaciones de comunicación de voz y estaciones de comunicación de datos, y permite la comunicación entre diferentes tipos de estaciones de radio.
Desde sus inicios, la radio definida por software se ha convertido en una nueva tecnología que permite que diferentes países o diferentes servicios en el mismo país se comuniquen entre sí sin barreras. Desde la década de 1970, la radio por software programable se ha incluido oficialmente en proyectos de investigación y ha logrado un desarrollo revolucionario. Se han puesto en uso muchas estaciones de radio programables por software digital y han logrado buenos resultados.
Además, las estaciones de radio digitales tradicionales son principalmente hardware, y las estaciones de radio software las han mejorado en muchas tecnologías clave, tales como: mejorar el convertidor analógico a digital, aumentar considerablemente su tasa de conversión y funcionamiento dinámico. se mejora la gama de procesadores integrados para aumentar su velocidad y capacidades de procesamiento, permitiendo que los procesadores de señales digitales completen las funciones de los módems; se desarrollan tecnologías dirigidas a la tecnología de programación para que las funciones de software sean independientes del hardware básico; En resumen, con el rápido desarrollo y progreso de la ciencia y la tecnología, se espera que la radio dé a la radio militar una nueva definición.
En tercer lugar, la aplicación de la tecnología de radio por software en las comunicaciones móviles.
Desde que se propuso el concepto de radio por software, se ha expandido desde el campo militar inicial al campo civil. Hay muchos problemas en las comunicaciones civiles, por ejemplo: la coexistencia de sistemas de comunicación antiguos y nuevos ha aumentado la complejidad y dificultad de la interconexión entre diferentes sistemas; la aparición de un gran número de dispositivos de comunicación ha hecho que la congestión del espectro radioeléctrico sea cada vez más grave; Los sistemas de comunicación inalámbrica basados en hardware no han podido satisfacer las necesidades del desarrollo de la nueva era. Sólo mediante el uso de tecnología de radio por software se pueden resolver estos problemas de manera efectiva. Aquí presentamos la aplicación de la tecnología de radio de software en las comunicaciones móviles desde tres aspectos.
1. Utilizado en sistemas de comunicación móvil celular
En los sistemas de comunicación móvil celular, la transmisión de radio por software es diferente a otros sistemas.
Antes de transmitir, debe dividir los canales de transmisión disponibles, detectar la ruta de propagación, modular el canal apropiado, apuntar el haz de transmisión en la dirección correcta bajo control electrónico y seleccionar la potencia adecuada antes de transmitir. En cuanto a la recepción, lo mismo ocurre. Puede dividir la distribución de energía del canal actual y los canales adyacentes, identificar el modo de la señal de transmisión de entrada, eliminar la interferencia mediante eliminación adaptativa, estimar las características dinámicas del multitrayecto de la señal requerida, combinar coherentemente y ecualizar de forma adaptativa el multitrayecto del señal requerida, y la modulación del canal se decodifica enrejado y luego los errores restantes se corrigen mediante decodificación FEC para minimizar la tasa de error de bits.
2. Se utiliza para diseñar terminales móviles multifrecuencia y multimodo.
Se requiere un software diferente para adaptarse a diferentes estándares, y el método de acceso al canal o el método de modulación debe cambiarse ajustando la configuración del software.
La tecnología de radio de software puede diseñar terminales de comunicación flexibles, de modo que diferentes redes móviles puedan usar el mismo terminal, lo que no solo brinda a los usuarios una gran comodidad, sino que también reduce el costo de los operadores hasta cierto punto. Desarrollo sostenible de la tecnología de las comunicaciones móviles.
3. Utilizado en sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación
La aplicación de la tecnología de radio de software en sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación incluye principalmente tres aspectos:
( 1) Proporciona una estructura de sistema modular abierta para estaciones base y teléfonos móviles de comunicaciones móviles de tercera generación;
(2) Produce diversos software de procesamiento de señales, incluidas varias reglas de señalización inalámbrica y software de procesamiento, codificación de corrección de errores de canal software, software de conversión de flujo de señal, software de codificación fuente, software de algoritmos de modulación y demodulación, etc.
(3) Se realiza la estructura de antena inteligente, incluida la adquisición de vectores de características espaciales, incluido DOA, el cálculo de los pesos de cada canal de radiofrecuencia y la formación del haz de antena.
Cuatro. Conclusión
En resumen, la tecnología de radio por software tiene ventajas incomparables sobre la radio digital tradicional y se utilizará cada vez más en desarrollos y aplicaciones futuros, especialmente con la popularización y aplicación de las comunicaciones móviles de cuarta generación. En el camino hacia la promoción, la tecnología de radio software seguramente contribuirá cada vez con más fuerza.
Referencia
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