全球導航衛星系統軟件無(wú)線(xiàn)電

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   軟件無(wú)線(xiàn)電是這樣一個(gè)接收裝置：內部的模擬數字（A/D）轉換器被放置的盡可能地接近天線(xiàn)；采樣結果是在一個(gè)可編程的微處理器上進(jìn)行處理。這種設計的優(yōu)點(diǎn)是：
   1）單一天線(xiàn)/前端設計能清晰的接收和解調寬頻射頻（RF）；
   2）軟件無(wú)線(xiàn)電提供了最基本的模擬/測試環(huán)境。
   為了評估新的接收裝置或者算法，我們所需要做的僅是對具有實(shí)時(shí)工作功能的處理器稍許做些改變而已。
   全球導航衛星系統（GNSS）是一個(gè)能與其他的導航信號協(xié)調的相當好的軟件無(wú)線(xiàn)接收手段。正在考慮采用的兩個(gè)主要的系統是全球定位系統（GPS）和俄羅斯全球軌道導航衛星系統（LONASS）。這兩個(gè)系統是用來(lái)確定軍、民兩用的物體的相對位置和絕對位置，速度和時(shí)間的。GPS是時(shí)至今日最復雜的無(wú)線(xiàn)導航信號系統，它采用碼分多路訪(fǎng)問(wèn)（CDMA）來(lái)傳播頻譜調幅，用以提供物體的主要水平位置：對民用來(lái)說(shuō)，所提供的水平位置大約在100米以?xún)取?br />
    前端設計
   接收裝置要求的前端設計涉及到捕獲和處理多重GNSS發(fā)射問(wèn)題，盡管這些信號發(fā)生在多個(gè)不相鄰的頻率上。這種前端設計的首要目標是將A/D轉換器與天線(xiàn)放置的盡可能近些。將A/D轉換器至于緊挨天線(xiàn)放置是不可能的，因為任何RF傳送均需要一定程度的放大濾波。之所以考慮采用這種前端設計是因為信號必須以載波頻率進(jìn)行直接采樣。
   在涉及到的A/D取樣率中有兩個(gè)方面需要考慮：一個(gè)是中心頻率，另一個(gè)是信息帶寬。應用到接收裝置的是電子通頻采樣技術(shù)，這有助于利用一個(gè)適當的放大器，濾波器和A/D轉換器來(lái)取得一個(gè)RF信號，并且僅僅只依賴(lài)于信息帶寬而已。頻率轉換是從我們所感興趣的信號中轉換而來(lái)的。
   來(lái)自A/D轉換器的采樣通過(guò)一個(gè)可編程的微處理器進(jìn)行處理，這種處理采樣結果的不足之處除了軟件外，就是所要求的可編程計算功能的費用和有效性。一個(gè)實(shí)時(shí)GPS軟件接收機要求具有一個(gè)能以5MHz的速率處理采樣信號流，提供全部所需信號的微處理器，這對于目前很普及的計算機資源來(lái)說(shuō)是一個(gè)很有挑戰性的工作。

   執行策略
   執行的發(fā)生與兩個(gè)方面相關(guān)：1.數據采集板；2.可編程微處理器。數據從A/D轉換卡中通過(guò)PCI總線(xiàn)傳送到處理器，很明顯，A/D是處理過(guò)程中必不可少的部分。來(lái)源于A(yíng)/D轉換卡的數據流通過(guò)PCI總線(xiàn)傳送到處理器，然后在處理器中處理數據。數據流的速率是5MHz；因此要求有一個(gè)適當的A/D轉換卡。

   A/D要求
   我們對/AD轉換卡的要求如下：
*與PCI總線(xiàn)結構兼容
*采樣頻率至少為5MS/s
*對采樣結果進(jìn)行高效傳送
*實(shí)時(shí)操作
   在這些操作中，相對于我們的目標來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)操作是最有決定性的。
   CompuScope 4327/PCI是一種能極好地滿(mǎn)足我們要求的線(xiàn)路板。CompuScope 4327/PCI能以60 MS/s的速率，12bit的分辨率來(lái)采集模擬信號，或者把數據存儲在板內存儲器中，或者直接輸送到PC內存中。CompuScope 4327/PCI能很好地支持諸如在像Windows98 和Windows NT的32位操作系統下實(shí)時(shí)提供驅動(dòng)支持的QNX之類(lèi)的實(shí)時(shí)操作系統。
   目前，相對于其他產(chǎn)品最具有優(yōu)勢的是它所提供的較高的傳輸率。實(shí)時(shí)處理的另一個(gè)需要重要考慮的因素是位傳輸率。CompuScope 4327/PCI提供了12bit的采樣，并將其轉換為兩個(gè)字節（相當于16bit），并通過(guò)PCI總線(xiàn)進(jìn)行傳輸。同時(shí)，在理想的情況下，A/D轉換能以8bit為單位封裝采樣——這樣能減少傳輸數據的數量，允許軟件接收裝置做一些額外的時(shí)鐘周期，在實(shí)驗室測試中，CompuScope 4327/PCI表現地相當好。更重要的是，俄亥俄和大學(xué)航空中心的研究人員對于GaGe產(chǎn)品有著(zhù)濃厚的興趣，因為他們對我們的GaGe產(chǎn)品和我們的技術(shù)支持人員很熟悉。

   結論
   該應用——多功能，需要廣泛的全球導航衛星系統軟件的應用，將對GNSS社區形成巨大的沖擊。
  
   參考書(shū)目
   Akos.Dennis M.(1997)《全球導航衛星接收裝置中的軟件無(wú)線(xiàn)處理》。Dissertution博士。俄亥俄和大學(xué)，電子工程和計算機科學(xué)系。
   Parkinson Bradford W. and Spilker.James J.Jr. 編輯（1996年6月）《全球定位系統：理論和應用》，卷1，美國航宇和航空學(xué)院。