利用软件无线电提升车载无线应用的设计灵活性

2014-2-26 22:56| 发布者: 闪电| 查看: 316| 评论: 0

摘要: 最近几年，无线应用已经有了快速而且广泛的发展。毫无疑问，无线设备给我们的生活和工作带来了极大的便利，比如，手机使我们能够随时随地地进行对话，大大地提高了沟通的效率。与此相对应，越来越多的无线技术被创新 ...

车载软件无线电

现在是考虑用软件无线电来代替汽车内传统无线电应用的时候了。要实现这个方案，首先需要设计一个通用的软件无线电模块。这个模块应该包含示意图中的模块，而且还要有较好的灵活性，最后还必须有和外部设备通讯的高速接口。下图给出了一个简单的示意例子。

其中，DAC是数模转换器，ADC是模数转换器，BUS是可编程接口。

其次，看一看作为可编程单元的FPGA。当主控单元通过可编程接口配置好 FPGA之后，FPGA就会按照我们预先设计的程序进行工作。在软件无线电领域，以接收为例，FPGA完成的任务包括按照主控单元指定的频率段把ADC数据转化为基频段数据，即所谓数字化下行转换。这个转换过去是非常消耗系统资源的，随着硬件处理能力的提高和软件算法的更新，无线电领域的上下行转换目前基本上可以实时完成。赛灵思和Altera都提供高性能的FPGA，它们完全可以胜任上述任务。

再其次，数字化下行转换后的数据会通过可编程接口传输给主控单元。这个数据的流量会根据应用和数字化下行转换算法的不同有较大的变化。典型的数据率是每秒数十兆字节，这个速度可以适应目前车内常用的无线系统，而满足这个数据率的通用接口可以选：

一般地，USB 总线是一个很好的选择：简便而易得。

数据经接口/总线传给主控单元，主控单元会按照用户要求处理数据。现在的嵌入式处理器不仅主频超过1GHz，而且多核，比如Intel Atom，每秒上十亿次的浮点运算能力足以让应用程序完成软件无线电要求的工作。

射频(发射/接收)板和数模/模数转换器的作用非常重要，它们的性能将直接决定软件无线电可以处理什么样的问题。理论上，转换器采样频率必须至少是待测频率的2倍，然而采样率非常高的转换器较为昂贵。利用射频板可以将待测频率从较高的频段降至转换器的工作频段。市面上的射频板可以将高至6GHz的射频信号的频率降至中频10MHz以下，而20MHz的转换器比较容易找到，而且有不错的精度(16位)。

至此，通用的软件无线电模块搭建成功。剩下的事情就是发挥产品设计师和软件工程师的想象力，设计和开发完美的车载无线电应用。一个手到擒来的例子就是，利用软件无线电，只要给每个座位上配一个耳机，各个乘客就可以自主选择最喜爱的FM电台而不受其他人的影响——这在只有一个FM收音模块的系统中是不可能完成的任务。

可以肯定，以现有的技术，实现多样化的车载无线电应用是完全可行的。然而，无线电在各个国家都是受控制的领域，没有授权的应用通常无法上市。随着技术的成熟，相信这一领域的控制方法也会有所改进，使广大汽车用户能够早日享受到车载软件无线应用带来的自由体验。

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