軟件無(wú)線電技術(shù)在TS8916B中的應(yīng)用

一 前言

自GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)問(wèn)世以來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)飛速發(fā)展,，新興技術(shù)不斷涌現(xiàn),、應(yīng)用，測(cè)試技術(shù)和測(cè)試方法隨之不斷更新發(fā)展,。隨之而來(lái),，測(cè)試設(shè)備和測(cè)試平臺(tái)應(yīng)不斷升級(jí)和發(fā)展，以適應(yīng)無(wú)線新技術(shù)的發(fā)展。

二 簡(jiǎn)要介紹TS8916B,，以及軟件無(wú)線電技術(shù)

1. TS8916B系統(tǒng)模擬器

TS8916B系統(tǒng)模擬器是由德國(guó)羅德-施瓦茨（R&S,，ROHDE&SCHWARZ）生產(chǎn)的一套根據(jù)GSM11.10測(cè)試規(guī)范，完成移動(dòng)手機(jī)（MS,，Mobile Station）在GSM 900,、DCS 1800、以及PCS 1900三個(gè)頻段上的最終一致性型號(hào)認(rèn)證測(cè)試儀表,。該儀表是ETSI認(rèn)可的型號(hào)測(cè)試平臺(tái)之一,，也是R&S公司目前生產(chǎn)的最先進(jìn)的測(cè)試儀表。TS8916B通過(guò)與MS通信,，能夠產(chǎn)生GSM規(guī)范所要求的無(wú)線頻率,、數(shù)字和話音信號(hào)。

在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,，主數(shù)字單元（Master Digit Unit）以菜單驅(qū)動(dòng)的操作方式來(lái)管理各種測(cè)試的運(yùn)行,，及控制其它所有子系統(tǒng)。所有要求的測(cè)試文件,、運(yùn)行結(jié)果及測(cè)試過(guò)程,，都能夠被存儲(chǔ)和打印，以供分析和處理使用,。

在GSM/PCN/PCS頻段以外的信號(hào),、高頻信號(hào)及專用信號(hào)等都由數(shù)字單元（DU, Digit Unit）控制高頻頻率發(fā)生器、低頻頻率發(fā)生器,、衰減模擬器等來(lái)產(chǎn)生,。所有這些信號(hào)經(jīng)過(guò)RF轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)和接口合并，轉(zhuǎn)換和衰減后,，提供給MS或CTRC 02,。

2. 軟件無(wú)線電技術(shù)

從本世紀(jì) 70年代開(kāi)始 ,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù),、自動(dòng)控制技術(shù)等的發(fā)展 ,通信技術(shù)發(fā)生了很大的變化 ,從模擬通信系統(tǒng)到數(shù)字通信系統(tǒng),、從固定通信到移動(dòng)通信 ,新的通信體制及標(biāo)準(zhǔn)不斷提出 ,通信業(yè)務(wù)范圍不斷擴(kuò)大。以移動(dòng)通信為例 ,第一代是采用ＦＤＭＡ的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) ;第二代是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) ,根據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)不同又分為ＴＤＭＡ系統(tǒng),、ＣＤＭＡ系統(tǒng)等 ;最近發(fā)展起來(lái)的個(gè)人通信系統(tǒng) (ＰＣＳ)為第三代 ,它要達(dá)到的目標(biāo)是“任何人在任何時(shí)間,、任何地點(diǎn)都可以和其他任何人進(jìn)行通信”。

    通信技術(shù)的迅速發(fā)展 ,一方面使通信產(chǎn)品的生存周期縮短 ,開(kāi)發(fā)費(fèi)用上升 ;另一方面 ,新老通信體制共存 ,各種通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)變得更加復(fù)雜,、困難 ,這在軍事通信中尤為突出,。近幾年來(lái) ,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)不斷成熟 ,Ａ/Ｄ、ＤＳＰ器件性能越來(lái)越好 ,正是在這樣的背景下 ,軟件無(wú)線電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,。

三 軟件無(wú)線電技術(shù)在測(cè)試系統(tǒng)TS8916B中的應(yīng)用：運(yùn)行,、控制

TS8916B系統(tǒng)內(nèi)存在兩條IEEE控制總線,，所有儀表都通過(guò)這兩條IEEE總線控制。

主數(shù)字單元CRTC 02是TS8916B系統(tǒng)模擬器的系統(tǒng)控制器,，它采用了AT主板和奔騰處理器,，并安裝了所有TS8916B的系統(tǒng)控制軟件。CRTC 02在系統(tǒng)中扮演了一個(gè)基站（BTS cell）的角色,，它能在GSM 900,、DCS 1800和PCS 1900三個(gè)頻帶內(nèi)提供兩個(gè)獨(dú)立的無(wú)線信道。

CRTC 02能檢測(cè)在MS與網(wǎng)絡(luò)之間相互通信的任何GSM特征,，其中包括語(yǔ)音業(yè)務(wù),、短消息業(yè)務(wù)（SMS，Short Message Service）,、補(bǔ)充業(yè)務(wù)（SS,，Supplement Service）、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，以及GSM II + 階段的業(yè)務(wù)（如GPRS,、HSCSD等）。

由于基于穩(wěn)定的基本硬件平臺(tái),，而采用了靈活的軟件結(jié)構(gòu),，因而通過(guò)軟件升級(jí)，可以不斷跟蹤GSM標(biāo)準(zhǔn)的完善和業(yè)務(wù)增加,，從而不斷升級(jí)和增加測(cè)試業(yè)務(wù),。

TS8916B系統(tǒng)中，由CRTC 02實(shí)時(shí)自動(dòng)來(lái)完成所有信道編碼,，及Layer 2的信令功能和Layer 3消息的傳輸順序,。這個(gè)詳細(xì)的過(guò)程和順序控制過(guò)程全部由軟件（C programs）自動(dòng)完成。

CRTC 02中消息由專門的編輯器按照GSM總規(guī)范GSM 04.08中的編碼規(guī)則編輯而成,。而聲音的傳輸則需通過(guò)語(yǔ)音編解碼器來(lái)完成,。有關(guān)各信道的編碼，及Layer 2信令的功能測(cè)試,，全是實(shí)時(shí)進(jìn)行的,。

CRTC 02主要包括四大硬件：數(shù)字單元（Digit Unit）、分析單元(Analog Unit),、顯示器和鍵盤,。其中數(shù)字單元負(fù)責(zé)系統(tǒng)的信令和測(cè)試控制，這也是在許多不同數(shù)字信號(hào)處理器（DSP, Digit Signal Processor）集成基礎(chǔ)上來(lái)完成的,，各個(gè)DSP主要完成信道編碼,、實(shí)時(shí)功率控制和頻率設(shè)定等功能。每一個(gè)DSP用來(lái)作為語(yǔ)音編/解碼器,，以采集和處理I/Q樣值,，或者用來(lái)控制如GSM11.10所描述的數(shù)字語(yǔ)音接口（DAI，Digit Audio Interface）,，同時(shí),，每個(gè)DSP都有鏈路連接到AU。DU充當(dāng)IEEE488控制器,，它不但能連接到AU,，而且能控制IEEE488單線上的其它儀表。

CRTC AU包括系統(tǒng)的RF部分和調(diào)制解調(diào)器,。它通過(guò)IEEE總線受到DU的控制,，它能合并兩個(gè)全雙工無(wú)線信道，這些信道能在GSM,、PCN和PCS頻段內(nèi)產(chǎn)生GMSK調(diào)制輸出信號(hào),。

四 軟件無(wú)線電技術(shù)在未來(lái)移動(dòng)通信中的發(fā)展及應(yīng)用（3G）

進(jìn)入90年代以后，人們?cè)谂μ綄ぶ谌苿?dòng)通信,，即未來(lái)個(gè)人通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 ,。所謂個(gè)人通信，就是要實(shí)現(xiàn)個(gè)人終端用戶在任何時(shí)間,、任何地點(diǎn),，可以與任何人以任意方式通信。而目前移動(dòng)通信的狀況是多種標(biāo)準(zhǔn)并存,，不同標(biāo)準(zhǔn)采用不同的工作頻段,，不同的調(diào)制方式以及不同的多址方式。由于不同標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)各自獨(dú)立,，難以互通,，使得移動(dòng)用戶得不到不同標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)的支持。這給移動(dòng)用戶的漫游帶來(lái)很大的限制,。而軟件無(wú)線電是一種最有希望解決這些問(wèn)題的技術(shù),。它可以研制一個(gè)完全可以編程的硬件平臺(tái)，基站和移動(dòng)臺(tái)的所有功能均通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn),，通過(guò)注入不同的軟件,，形成不同標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)用戶終端和基站，它將能保證各種移動(dòng)臺(tái),，各種移動(dòng)通信設(shè)備之間的無(wú)縫集成,。

在軟件無(wú)線電中，DSP必須完成以前由硬件完成的工作,，如基帶處理,、調(diào)制解調(diào)、比特流處理,、編碼解碼,、系統(tǒng)頻譜監(jiān)控和信道搜索等,。

軟件無(wú)線電技術(shù)在未來(lái)移動(dòng)通信中改變了傳統(tǒng)的觀念，給移動(dòng)通信的軟件化,、智能化,、通用化、個(gè)人化和兼容性帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響,。

　　移動(dòng)通信作為無(wú)線個(gè)人通信的重要業(yè)務(wù),，具有十分廣闊的市場(chǎng)。現(xiàn)在世界上存在著多種移動(dòng)電話體制,，它們各自占有不同的區(qū)域,，甚至在一個(gè)國(guó)家或地區(qū)也可能有多個(gè)系統(tǒng)共存。在未來(lái)個(gè)人通信時(shí)代,，也將會(huì)存在多種PC標(biāo)準(zhǔn)共存,，這對(duì)于想一個(gè)手機(jī)全球通用的用戶來(lái)說(shuō)是非常不方便的；另一方面,，面對(duì)移動(dòng)電話用戶對(duì)于擁擠的現(xiàn)狀,，軟件無(wú)線電將大有所為。在軟件無(wú)線電技術(shù)的支持下,，將多種體制進(jìn)行綜合,，開(kāi)發(fā)出新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，人們可以擺脫終端的束縛,，使得一機(jī)在手,，漫游天下，接受服務(wù),，使人類真正實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間,、任何地點(diǎn)，可以與任何人以任意方式通信的全時(shí)空信息交換的個(gè)人通信,。

　　基于軟件無(wú)線電技術(shù)并適應(yīng)未來(lái)個(gè)人通信的移動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有以下特點(diǎn)：

　?。?span lang=EN-US>1）在同一硬件平臺(tái)上，通過(guò)軟件的更新兼容現(xiàn)有的各種系統(tǒng)和以后將要出現(xiàn)的各種系統(tǒng)（包括各種體制的蜂窩系統(tǒng),，無(wú)繩系統(tǒng),、衛(wèi)星系統(tǒng)和固定的無(wú)線系統(tǒng)環(huán)境）。

　?。?span lang=EN-US>2）具有自動(dòng)漫游能力,，能在不同系統(tǒng)之間進(jìn)行智能切換（包括自動(dòng)檢測(cè)、參數(shù)設(shè)備和自動(dòng)進(jìn)入）,。

　?。?span lang=EN-US>3）在公共空中接口的支持下，可以下載軟件并進(jìn)行自身軟件更新,。

　?。?span lang=EN-US>4）工作頻帶寬,，應(yīng)能在各不同系統(tǒng)的不同頻段下工作。

　?。?span lang=EN-US>5）具有多址接入能力,。

　　（6）支持多種業(yè)務(wù),，如語(yǔ)音、數(shù)據(jù),、圖像和傳真等,，并能根據(jù)業(yè)務(wù)流量，信道質(zhì)量和可利用情況,，自動(dòng)選擇合適的傳輸信道,。

　　（7）自動(dòng)選擇通信模式,，建立通信鏈路,，采用合適的通信協(xié)議和信號(hào)格式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端通信。自動(dòng)選擇合適的傳輸模式,，根據(jù)業(yè)務(wù)可用性和信號(hào)質(zhì)量選擇最佳的通信模式（蜂窩網(wǎng),、衛(wèi)星通信網(wǎng)等），不需人的干預(yù),，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)感覺(jué),、無(wú)縫隙的通信聯(lián)絡(luò)功能。

　　這一通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將使業(yè)務(wù)和服務(wù)發(fā)生很大變化,，使人們的生活方式也隨之改變,。不久的將來(lái)，任何地方,，任何時(shí)間都可以給任何人提供通話,、傳真、數(shù)據(jù),、上網(wǎng)等各種服務(wù),，從而使帶筆記本電腦到處走的移動(dòng)辦公室的概念成為現(xiàn)實(shí)。個(gè)人通信可以給用戶一個(gè)唯一的PIN號(hào),，使其和身份證號(hào)碼,，信用卡號(hào)碼等其它號(hào)碼一致，銀行,、商店,、海關(guān)等系統(tǒng)和通信系統(tǒng)相聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)身份校驗(yàn),，現(xiàn)金支付等功能,。

　　軟件無(wú)線電應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域,，將使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò),，包括有線網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng),，它將容納各種結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,，適應(yīng)各種環(huán)境,，包括樓內(nèi)、室外,、人密處和人稀處物理環(huán)境,，以及地面和衛(wèi)星等不同的傳播環(huán)境。提供更開(kāi)放的接口,，各種不同的服務(wù)提供者提供各種各樣的用戶服務(wù),，并具有用戶的服務(wù)適應(yīng)性。它支持網(wǎng)際互聯(lián)和網(wǎng)際漫游,。網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)與分布計(jì)算支持個(gè)性化的應(yīng)用需求,。

　　軟件無(wú)線電的通用性決定了它的發(fā)展將增加系統(tǒng)的靈活性，促使基站和終端成本不斷下降,，系統(tǒng)更新升級(jí)更加方便,。

五 結(jié)論