Raws li kev siv thev naus laus zis tshiab hauv kev sib txuas lus wireless, software xov tooj cua (SDR) tau nyiam ntau thiab ntau dua ntawm sab hauv thiab sab nraud. Hauv kev sib txuas lus, nws yog lub xov tooj cua tshiab kev sib txuas lus tom qab siv tshuab analog rau digital thev naus laus zis, kev sib txuas lus ruaj khov rau kev sib txuas lus mobile. Nrog rau txoj kev loj hlob ntawm kev sib txuas lus thev naus laus zis, cov cuab yeej siv tau nrog ntau hom qauv tau nce qhia nws qhov kev thov. Piv nrog cov xov tooj cua ib txwm siv, software xov tooj cua tshuab muaj ntau qhov zoo xws li cov qauv dav dav, software-raws li kev ua haujlwm, thiab kev sib tshuam. .
Ⅰ. Keeb kwm thiab kev loj hlob ntawm software xov tooj cua
Qhov laj thawj rau qhov tshwm sim ntawm software xov tooj cua yog cuam tshuam nrog Gulf War. Lub sijhawm ntawd, cov tub rog ntau haiv neeg coj los ntawm Tebchaws Meskas tau siv ntau yam khoom siv sib txuas lus ntawm cov qauv sib txawv, uas ua rau muaj kev nyuaj rau kev sib txuas lus. Tom qab ntawd, thaum lub Tsib Hlis 1992, Jeo Mitola thawj zaug tau tshaj tawm lub tswv yim ntawm "software radio" ntawm American Communication Systems Conference. Lub tswv yim tseem ceeb yog ua kom tag nrho cov xov tooj cua tactical raws li tib lub platform kho vajtse, nruab cov software sib txawv los tsim cov xov tooj cua sib txawv, thiab ua tiav cov haujlwm sib txawv. Yog li nws muaj software programmability. Lub tswv yim no tau txais kev nyiam ntawm cov teb chaws thoob plaws ntiaj teb, vim hais tias kev sib txuas lus tub rog tam sim no muaj kev xav tau ntau dua rau kev ntseeg siab, kev sib koom tes, kev yooj yim, kev tawm tsam, kev muaj sia nyob, kev tsis pub lwm tus paub, thiab kev ruaj ntseg ntawm xov tooj cua kev sib txuas lus. Cov tub rog Asmeskas thiab Hazcltine tau tsim lub xov tooj cua software hu ua "speakeasy" (yooj yim hais lus), uas paub txog ntau lub xov tooj cua thiab ntau lub xov tooj cua uas feem ntau siv los ntawm Asmeskas cov tub rog. Ntau tshaj 4 qhov sib txawv modulation waveforms. Lub xov tooj cua no tuaj yeem hu ua "lub khoos phis tawj tes" nrog lub kav hlau txais xov uas tuaj yeem xa cov suab thiab cov ntaub ntawv. Kev sib txuas lus muaj xws li lub suab, cov ntaub ntawv, thiab cov duab video.
Tam sim no, lub xov tooj cua software tau them nyiaj ntau dua thiab ntau dua hauv cov pej xeem. Qhov laj thawj tseem ceeb yog vim li cas cov qauv kev sib txuas lus tam sim no muaj ntau haiv neeg, thiab cov qauv kev sib raug zoo thiab cov txheej txheem sib raug yog qhov nyuaj rau kev sib koom ua ke, thiab nws nyuaj rau kev paub nws nrog cov cuab yeej sib koom ua ke. Thiab lub cim thib peb ntawm kev sib txuas lus mobile tseem muaj kev sib ntaus sib tua, yog tias siv xov tooj cua software los hloov mus rau cov qauv sib txawv, nws yog txoj hauv kev ua tau. Ntawm qhov tod tes, txoj kev loj hlob ntawm kev sib txuas lus thev naus laus zis yog nrawm heev, cov txheej txheem qub tau txhim kho tas li, thiab cov txheej txheem tshiab tau tshwm sim sai heev. Cov tib neeg xav tau ib txoj kev hloov kho tshiab uas yog kev lag luam ntau dua li tshem tawm cov cuab yeej qub, thiab qhov programmability ntawm software xov tooj cua zoo dua. yoog raws li qhov xav tau no.
Ⅱ. software xov tooj cua architecture
Lub xov tooj cua zaus ib feem, nce / nqis hloov dua siab tshiab, lim thiab baseband ua ntawm cov tsoos analog xov tooj cua system tag nrho txais yuav cov analog hom, thiab cov kev sib txuas lus ntawm ib tug tej zaus band thiab ib tug tej yam modulation hom sib haum mus rau ib tug tshwj xeeb nyuaj qauv; Thaum qhov tsawg zaus ntawm cov xov tooj cua digital tau txais cov circuits digital (Piv txwv li, lub zos oscillator siv lub digital zaus synthesizer, qhov chaw coding thiab decoding, thiab modulation thiab demodulation yog ua tiav los ntawm ib tug tshwj xeeb nti), tab sis nws cov xov tooj cua zaus thiab nruab nrab zaus. cov khoom tseem yog inseparable los ntawm analog circuits. Piv nrog rau cov xov tooj cua ib txwm muaj, A / D / A hloov dua siab tshiab ntawm software xov tooj cua system yog txav mus rau qhov nruab nrab zaus, thiab ze li sai tau rau lub xov tooj cua zaus kawg, tag nrho cov kab ke zaus zaus tau coj mus kuaj, uas yog, cov digital. Kev ua haujlwm yog ua los ntawm qhov nruab nrab zaus (lossis txawm tias lub xov tooj cua zaus), uas yog ib qho tseem ceeb ntawm software xov tooj cua. Cov xov tooj cua digital siv cov kab hluav taws xob uas muaj siab rau kom ua tiav ib qho kev sib txuas lus tsis muaj programmability. Lub software xov tooj cua hloov lub siab digital circuit nrog programmable DSP ntaus ntawv, uas ua rau lub system hardware qauv thiab ua hauj lwm kuj ywj siab. Nyob rau hauv txoj kev no, raws li lub platform hardware sib txawv, kev sib txuas lus sib txawv tuaj yeem pom tau los ntawm software, thiab kev khiav hauj lwm zaus, qhov system bandwidth, modulation hom, qhov chaws, thiab lwm yam tuaj yeem raug programmed thiab tswj, thiab qhov system hloov tau zoo heev. .
Lub platform kho vajtse ntawm lub xov tooj cua software txais yuav tus qauv tsim, uas yuav tsum yog lub platform kev sib txuas lus nrog kev qhib siab, scalability thiab compatibility, thiab ua rau hauv daim ntawv ntawm lub tsheb npav nrog tus qauv modular. Raws li lub platform hardware no, peb siv cov kev sib txuas lus sib txawv los ntawm kev thauj cov software sib txawv (daim npav tuaj yeem hloov tau thaum xav tau). Lub hardware platform ntawm software xov tooj cua yog xav tau ntau tshaj li PC, nws xav tau wideband xov tooj cua zaus pem hauv ntej-kawg, wideband A/D/A converter, high-ceev DSP pab kiag li lawm thiab hais txog. Txhawm rau ua kom muaj kev kub ceev A / D / A hloov dua siab tshiab thiab ua cov teeb liab digital, software xov tooj cua tshuab yuav tsum ua haujlwm ua ke nrog ntau lub CPUs. Tsis tas li ntawd, rau cov teeb liab ua cov ntaub ntawv hloov pauv ntawm kev kub ceev, lub tsheb npav yuav tsum muaj T / O kis tus nqi siab heev. Ntawm cov tsheb npav tam sim no uas ua tau raws li qhov yuav tsum tau ua, VME tsheb npav muaj cov thev naus laus zis tshaj plaws, kev siv tau zoo tshaj plaws, thiab kev txhawb nqa dav tshaj plaws. VME muab ntau qhov kev ua haujlwm sib luag ntawm CPU, txhawb kev ywj pheej 32- cov ntaub ntawv tsheb npav thiab chaw nyob, thiab tus nqi nce mus txog 40Mb / s (lossis txawm tias 320Mb / s), uas ua tau raws li cov kev xav tau ntawm lub xov tooj cua software thiab yog txoj kev tsheb npav nyiam rau software xov tooj cua. Peb, thev naus laus zis tseem ceeb ntawm software xov tooj cua
1. Multi-band down-conversion thiab broadband RF
Rau lub kav hlau txais xov ntawm lub software xov tooj cua, nws yuav tsum muaj ib tug multi-band kav hlau txais xov thiab ib tug programmable xov tooj cua zaus conversion muaj nuj nqi. Raws li kev txaus siab ntawm tus kav hlau txais xov nce, lub cev loj thiab tus nqi, nws yuav tsum muaj kev ua haujlwm bandwidth ntawm 2MHz-3MHz. Hauv xov tooj cua engineering, nws tsis yog tsim nyog los npog tag nrho cov zaus band, tab sis tsuas yog yuav tsum tau npog ob peb lub qhov rais ntawm qhov sib txawv zaus. Yog li ntawd, cov kav hlau txais xov sib txuas ua ke tuaj yeem siv tau. Cov tub rog Asmeskas cov lus hais yog ib qho kev daws teeb meem uas siv ntau pawg RF kav hlau txais xov. Rau broadband RF, tuning, lub zog tswj, thiab qis suab nrov preamplifier (LNA) configuration kuj yog ib tug tseem ceeb technology, thiab computer-aided tsim (CAD) yuav siv tau los optimize lub tsim ntawm lub system.
2. Broadband A/D ib feem.
Tus yuam sij rau kev txiav txim siab qhov kev ua tau zoo ntawm kev hloov pauv dav dav ntawm analog-rau-digital yog qhov piv txwv thiab tus lej ntawm cov khoom. Tus nqi piv txwv yog txiav txim siab los ntawm lub teeb liab bandwidth, thaum tus naj npawb ntawm cov khoom quantization yuav tsum muaj qee yam dynamic ntau thiab DSP precision. Vim tias ADC ib leeg-chip uas twb muaj lawm tsis tuaj yeem ua tau raws li ob txoj cai no, ntau ADCs tuaj yeem siv ua ke.
3. High-speed parallel DSP ib feem.
Hauv kev ua haujlwm digital ntawm lub kaw lus, qhov nyuaj tshaj plaws yog kev hloov pauv, lim dej thiab ua piv txwv. Lub high-speed parallel DSP suav nrog kev ua digital baseband, modulation thiab demodulation, me ntsis kwj ua thiab kev txiav txim siab ua haujlwm. Rau FM thiab kis spectrum systems, qhov no kuj yuav tsum muaj kev cuam tshuam thiab dehopping ua haujlwm. Txhawm rau ua tiav qhov haujlwm no, nws yuav tsum tau siv high-speed parallel DSP los tsim cov txheej txheem sib txuas ua ke sib txuas, suav nrog ntau qhov kev hu xov tooj, kev siv tsheb npav dav dav thiab cov ntaub ntawv tsheb npav, ib qho kev qhia ntau cov ntaub ntawv, ntau cov ntaub ntawv qhia ntau yam. . Cov qauv thiab kev siv cov qauv super-qhia, thiab lwm yam, qhov no tuaj yeem ua tiav los ntawm kev sib koom ua ke digital integrated circuit chip ASIC (piv txwv li, DDC nti HS P50016 ntawm Harris Corporation ntawm Tebchaws Meskas).
4. Tawm ntawm txoj kev dav dav ntawm kev qhib thiab scalability.
Hauv cov qauv txheej txheem ib txwm siv, cov raj xa dej feem ntau yog siv, uas yog tus cwj pwm nyob rau hauv tias txhua chav ua haujlwm tau txuas nrog lub voj voog. Yog tias qhov kev ua haujlwm ntawm qee qhov yuav tsum tau ntxiv, tshem tawm lossis hloov kho, qhov sib txuas ua haujlwm yuav tsum tau hloov kho. Yog li ntawd, qhov qauv no Tsis qhib. Txhawm rau kom paub txog kev sib cuam tshuam ntawm ntau yam kev ua haujlwm hauv lub cev, qhib thiab txuas ntxiv kho vajtse platform tsim, thiab tib lub sijhawm, nws muaj cov ntaub ntawv siab dhau los. Lub software xov tooj cua yuav tsum tau txais cov qauv kev sib txuas tshiab, uas yog tus cwj pwm los ntawm kev siv yooj yim thiab tuaj yeem siv ncaj qha rau ntau yam qauv tsheb npav (xws li VME, tsheb npav, PCI tsheb npav, thiab lwm yam). , bus-based interconnect structure.
5. Software raws tu qauv thiab qauv.
Txij li thaum nruab nrab mus rau lig xyoo 1990, cov teb chaws txawv teb chaws tau kawm yuav ua li cas siv software ntsaws thiab ua si (Plug & Play), thiab tau thov raws li nws. JAVA/CORBA software raws tu qauv thiab qauv. Lub tswv yim raws li "software bus" yog tsim kom muaj cov qauv tsim, qhib thiab yooj yim-rau-siv architecture. Lub npe hu ua "software bus" zoo ib yam li "hardware bus" uas feem ntau hais. Daim ntawv thov module yog tsim rau hauv lub tsheb npav raws li tus qauv, thiab kev ua haujlwm sib xyaw ua ke tuaj yeem pom tau los ntawm kev ntxig lub npav, yog li txhawb nqa kev faib khoom hauv ib puag ncig. Lub tswv yim tsim qauv no zoo ib yam nrog kev rov siv dua ntawm cov software hauv software systems.
6. Kev siv fais fab, ntim thiab nqi ntawm qhov system.
Qhov no yog tus yuam sij rau kev lag luam ntawm software xov tooj cua, thiab nws cov kev daws teeb meem feem ntau yog nyob ntawm kev txhim kho cov cuab yeej kho vajtse. Plaub, kev txhim kho thiab kev cia siab ntawm software xov tooj cua
Txij li thaum xyoo 1990, nrog rau kev loj hlob sai ntawm ntau yam kev sib txuas lus wireless, qhov sib txawv ntawm cov qauv kev sib txuas lus hauv xov tooj cua, thiab kev nce qib ntawm cov teeb liab ua cov thev naus laus zis, software xov tooj cua tshuab tau nyiam ntau thiab ntau dua, thiab xav tias yuav dhau los ua kev sib txuas lus thoob ntiaj teb yav tom ntej. network. qhov system tshiab.
Raws li cov qauv zoo tshaj plaws, tag nrho cov teeb liab ua haujlwm ntawm lub chaw nres tsheb xov tooj cua software los ntawm RF mus rau baseband tau ua tiav hauv daim ntawv digital, yog li nws yog programmable kiag li, thiab nws cov qauv kuj tseem tuaj yeem tsim kho thiab rov tsim dua tshiab. Txawm li cas los xij, vim tias tsis muaj qhov hloov pauv A / D uas tuaj yeem siv rau hauv xov tooj cua zaus, lwm lub ntsiab lus uas tau tshawb fawb tam sim no yog digital RF pem hauv ntej kawg ntawm lub xov tooj cua software, uas yog tus yuam sij rau digitization ntawm tag nrho cov zaus. band.
Cov khoom siv hluav taws xob uas twb muaj lawm (DSPs) tau siv dav rau kev ua cov teeb liab hauv qhov chaw xws li IF, baseband lossis davhlau ya nyob twg, uas tau coj cov kev ua haujlwm ntawm cov khoom siv xov tooj cua mus rau qib tshiab thiab niaj hnub, tab sis nws RF pem hauv ntej-kawg tseem yog nqaim. . Rau qhov chaw nres tsheb xov tooj cua software, A / D converter nyob rau hauv nws RF pem hauv ntej kawg yuav tsum muaj peev xwm lis tag nrho cov kev sib txuas lus zaus band, feem ntau ntawm 2MHz mus rau 3GHz. Tsis tas li ntawd, cov yam ntxwv ntawm kev sib txuas lus ntawm lub xov tooj ntawm tes yog fading thiab shielding, thiab tej zaum yuav muaj zog thaiv thiab cuam tshuam. Raws li qhov tshwm sim, qhov sib txawv ntawm kev sib txuas lus ntawm lub xov tooj ntawm tes tshwm sim ntawm qhov tau txais RF kawg yog siab li 100dB lossis ntau dua. Yog tias xav txog cov qauv sib txawv ntawm kev sib txuas lus ntawm lub xov tooj ntawm tes, nws qhov dynamic ntau yuav ntau dua. Rau lub kaw lus nrog lub bandwidth ntawm 10MHz, qhov piv txwv zaus yog ntau dua 25MHz, uas yuav tsum tau 2500MIPS ntawm kev ua lag luam muaj peev xwm, uas yog deb ntawm kev ua tau raws li cov teeb liab ib puag ncig yuav tsum tau ua los ntawm RF pem hauv ntej-kawg. Txawm hais tias A / D converters muaj peev xwm ua tau raws li qhov yuav tsum tau ua ntawm bandwidth thiab dynamic ntau yam, lawv cov kev xav tau ntawm lub zog tseem tuaj yeem cuam tshuam kev siv cov khoom siv mobile. Lub chaw nres tsheb xov tooj cua software tsim nyob rau theem tam sim no tsis tuaj yeem txais cov qauv zoo tshaj plaws ntawm tag nrho cov zaus band digitization, tab sis siv cov qauv siv ntawm ib nrab zaus band digitization ntawm Rf pem hauv ntej kawg.
Yuav kom suav tau, xov tooj cua software muaj ob lub ntsiab lus: ib qho yog xov tooj cua zaus (RF) pem hauv ntej kawg, thiab lwm yam yog cov teeb liab ua tiav; nws cov khoom tseem ceeb yog broadband A / D / A converters thiab high-ceev DSP chips. Qhov txiaj ntsig loj tshaj plaws ntawm lub xov tooj cua software yog tias nws tuaj yeem ua tiav ntau yam teeb liab ua haujlwm ntawm lub hardware platform los ntawm kev txheeb xyuas ntau yam kev ua haujlwm thiab rov txhim kho cov qauv channel raws li lub wireless band thiab txoj kev nkag mus rau channel. Yog li ntawd, ib qho kev mob siab rau digital pem hauv ntej kawg rau txhua tus qauv kev ua haujlwm tuaj yeem tsim los ntawm cov khoom siv kho vajtse sib xws, lossis cov qauv ua haujlwm sib txawv tuaj yeem siv tau. Cov qauv qub tsis yog tsuas yog ua tiav qhov kev ywj pheej loj tshaj plaws xwb, tab sis kuj txo qis tus naj npawb ntawm cov rooj vag siv, thaum tus qauv tsim tom kawg xav tau kev txhim kho kev mob siab rau kev ua haujlwm rau digital pem hauv ntej-kawg, tab sis tuaj yeem siv nrog ASICs, cia peb coj kom zoo dua. ntawm lub tswvyim ntawm software xov tooj cua.
Feem ntau, txawm hais tias cov xov tooj cua software yog tsim los rau cov tub rog luv-yoj kev sib txuas lus hauv qab lub qab ntug, vim tias lawv muaj kev ncaj ncees siab tsis pom nyob rau hauv cov neeg txais analog, lawv kuj muaj qhov yooj yim heev. Nrog kev hloov kho me ntsis, nws tuaj yeem hloov kho thiab ua tau raws li cov kev xav tau ntawm cov neeg siv sib txawv, thiab nws cov nqi qis heev. Ua ke nrog kev txhim kho sai ntawm cov teeb liab ua cov thev naus laus zis, nws tau siv ntau dua hauv kev sib txuas lus pej xeem, tshwj xeeb tshaj yog hauv kev sib txuas lus hauv xov tooj. Daim ntawv thov nyob rau hauv qhov system yog dav dua.
