软件无线电技术在卫星系统中应用.doc

软件无线电技术在卫星系统中应用 软件无线电技术 软件无线电是近几年来提出的一种实现无线通信的新概念和体制。它的核心是将宽带ND和D／A变换器尽可能靠近天线，而电台功能尽可能地采用软件进行定义。软件无线电把硬件作为无线通信的基本平台，对于无线通信功能尽可能用软件来实现。这样，无线通信系统具有很好的通用性、灵活性，使系统互联和升级变得非常方便，这很可能使软件无线电成为继模拟通信到数字通信和固定通信到移动通信之后的无线通信领域的第三次突破。 以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的软件无线电技术自从提出以来，便引起了包括军事通信、个人移动通信、微电子以及计算机等电子领域的特别关注和广泛兴趣。尤其是在最近几年突飞猛进的发展成长，逐渐壮大，更加使得人们普遍认为软件无线电技术将促进无线通信，甚至整个无线电领域产生重大变革，并由此推动电子信息技术的快速发展，最终在全世界范围内形成巨大的软件无线电产业市场，带来巨大的经济效益，推动社会和技术进步。 软件无线电突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性，强调以开放性的最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。 通信的需求是软件无线电进步与发展的巨大驱动力。它是解决目前无线通信系统多标准、多模式兼容工作以及相互操作性和多系统共享频率资源等问题的最好途径。 软件无线电技术的特点 1、具有完全可编程的特性，包括可编程的天线波段、信道接入方式、信道调制解调、数据速率大小等，通过软件提供指令，实现控制和操作、管理和维护功能； 2、系统结构通用，功能实现灵活，改进和更新也很方便快捷。高速A／D／A实为一个标准接口，其作用是将RF／IF部分和通用的数字／软件部分连接起来。只要它们的带宽和处理能力满足系统要求，都具有很好的通用性； 3、使得不同系统之间相互操作成为可能； 4、复用的优势，系统结构的一致性使得设计的模块化思想能很好地实现，并且这些模块具有良好的通用性，能在不同的系统及其升级时很容易地复用； 5、在软件无线电中，软件的生存期决定了通信系统的生存期。一般地，软件开发的周期相对于硬件要短，开发费用要低； 6、由于系统的主要功能都由软件实现，因此可方便地采用各种新的信号处理手段提高抗干扰性能。其他诸如系统频带监控、在线改变信号调制方式等功能的实现也成为可能。 软件无线电在卫星通信中的应用 通信卫星主要由天线分系统、通信分系统、电源分系统、控制分系统等部分组成。其中，通信分系统主要由射频部分和转发器等组成。射频部分包括指令检测、遥控设备和频率调制、解调设备，主要用来实现对射频的发射、接收、调制和解调。目前，它的调制模式、多址方式、编码格式等一般均是固定不变的。如果采用软件无线电技术，那么就可以通过软件随时改变调制模式、多址方式、编码格式等，从而大大提高其灵活性以及抗干扰的能力。同理，在处理转发器中也完全可以应用软件无线电技术，来完成宽带的A／D及D／A转换、调制解调以及编码。 低轨微型卫星通信系统可以提供全球性实时话音／数据通信和非实时的SF业务。由于它已经成为卫星通信系统的一个重要组成部分和实现全球个人通信的重要手段，所以这里选举它为典型代表来说明软件无线电技术在卫星通信系统中的应用。将软件无线电台结构的概念应用到低轨微型卫星通信系统中，将会很好地解决如不同系统的兼容性，互联互通及综合应用等问题，促使微型卫星通信系统的发展，为用户提供更为灵活和方便的通信服务。 1、用软件无线电技术解决微型卫星通信系统的兼容性问题 近年来，各种各样的移动卫星通信系统纷纷涌现出来，其中，中低轨系统大都采用小型卫星。这些系统分别提供全球性和区域性的以话音为主的移动卫星通信业务。由于它们在通信体制、网络组成、系统管理等方面互不相同，各系统内的用户终端不能直接访问其它系统。目前只有通过信关和网关来实现不同卫星系统之间的互连互通，但这并不是一种特别有效的解决方法，随着新系统的不断涌现，会使终端兼容性等问题日益严重。利用小型卫星提供业务的系统也存在着终端兼容的要求，这一情况是由两方面的因素造成的： (1)为了充分利用各小型卫星通信系统业务的能力，以使其运营费用进一步降低，需要卫星能够为不同的系统用户提供服务，同时用户也能方便地接入各系统。 (2)为了降低信息的传输时延，SF业务微型卫星需要借助与其它系统，如地面网络、同步卫星通信系统等来加速其信息的传递。同时卫星通信系统作为对地面通信网重要的支持和不可缺少的补充，其和地面通信网的综合应用问题也提出来了，目前所采用的双模式手机只能达到两种不同系统的综合应用要求。 由于软件无线电