无线电通信与系统
8页1、美军联合战术无线电系统(JTRS)系统简介21 世纪的数字化部队将对通信速度、容量、互通性有更高要求,设备的规范化、小型 化、扩展频段、减少电台品种和数量等是目前军事通信亟待解决的问题。为此,美国国防部 倡议的联合战术无线电系统(JTRS )计划将开发一种适用于所有军种要求的电台系统系列, 它可覆盖2MHz3GHz频段,后向兼容传统系统,实现多种新的先进波形,极大增强部队之 间的互相通信能力oJTRS将成为数字化战场环境中作战人员通信的主要手段,是未来军事通 信的基本组成部分。联合战术无线电系统QTRS)计划是美国正在集中研制和生产能经多波 段、模式和网络传输话音、视频和数据信号的一种无线电系统。联合战术无线电系统将为美 军各军种节约大笔经费,并提高其互通能力。体系结构和关键技术1. JTRS的体系结构 JTRS系统的体系结构是以国防部PMCS(可编程模块通信系统) 综合小组指导文件定义的JTRS系统参考模型(SRM)为基础,将消除烟囱式的无 线电台采购方式,增强互通能力。SMR包括实体参考模型(ERM)和软件参考模 型(SwRM),其中,ERM包含8个功能实体:RF、Modem、Bl
2、ack-side处理、信 息系统保密(INNFOSEC)、网际互联、系统控制、人机接口(HCI)及一种临界系 统(为满足国家安全局签署的要求而设的黑色互连和红色互连)。SwRM涉及SMR 中的各功能实体软件及这些实体之间的软件关系。JTRS系统的开放性和模块化主 要在软件中实现,因此,对软件的要求是:模块化,能适应不同硬件结构:可扩 展,能适应质的增长(如功能、波形、网络、接口的增加);可伸缩,能适应量 的增长(如模块加倍以适应多个信道):可移植,与硬件、互连方式、操作系统 独立;可靠,将采用国家安全局“委托功能完备模块”进行设计;可复用,能提 供波形、功能和基元库及其维护;开放性,将利用商用语言、接口和工具。2. 关键技术JTRS 的实施将有赖于几项关键的启动技术,为此,美国国防高级研究计划局 (DARPA)正在寻求解决一些关键技术,包括:(1)射频微机电系统(MEMS)MEMS是采用整体表面微切削加工集成电路处理技术装配的电子或机械设备。射频MEMS技术提供了一种方式,可在一块芯 片上产生小型的、可调的、高性能的无源元件,可彻底改革 RF 信号的处理。该 技术将有可能实现真正的高性
3、能、低成本的单芯片射频系统。(2)先进的射频专用集成电路(RF ASIC)尽管现代ASIC技术在窄带、单模式、蜂窝手机等方面的应用已达到较高级 的集成,但仍难以支持多模式、多信道、宽带的JTRS要求,因此迫切需要开发低 功耗、大容量、更小型的电子设备。先进的射频专用集成电路(ASIC )技术将可 能使JTRS的硬件获得彻底改变。(3)可编程射频(RF)前端DARPA正在研究可编程RF前端接收机原理,把新 的射频电路、模/数变换器(ADC)、数字信号处理(DSP)以及封装技术最佳组合, 设计出一种新型、高度通用的接收机系统。这种接收机组合了以可调谐 RF 滤波 器和软件可编程DSP为基础的微机电系统(MEMS),提供高度灵活性和可编程能 力,并降低成本。(4)模/数(A/D)变换器模/数变换器(ADC)正在向以较高的速率把信号数字化的方向发展。这种演变使新的、高度灵活的JTRS成为可能。其它ADC技 术的发展允许在较高的输入频率直接进行数字化大大简化了射频前端的设 计。(5)可编程调制解调器(Modem)可编程 Modem 负责把信息(话音和数据)映射到射频载波。有关专用波形的大部 分处
4、理都在这里完成,因此大部分软件复用也是在这里实现。工业部门正在加大力度研制功 能更强、功耗更低的数字信号处理器。(6)可编程信息安全(INFOSEC)研制可编程信息安全(INFOSEC)模块是JTRS SRM成功的一个关键部件。不研制这种模块,JTRS系统的灵活性及成长性就会受到传统加密设备 的限制,或者要对硬件进行改进。目前正在利用全部可编程的超标量结构研制INFOSEC模块, 同时支持多个处理。这些模块可支持多种传统加密算法以及未来的高数据率算法。(7)先进的组网技术 JTRS 系统的应用包括陆、海、空军,因此要开发先进的组 网技术,包括无线信道上的数据组网。传统上组网技术是为有线通信基础设施研制的,在这 种环境中,现有网络协议是最佳的。但是,当前军/民航空应用还应包括无线通信信道上的 数据组网。这些信道的特性与有线基础设施不同,误码率高且可变、传输时延长以及不断变 化的连接拓扑结构。这些特性就要求修改或扩充现有协议标准,而且,如果要求有线网络与 无线网络互通,那么也必须修改那些端-端(如TCP)协议。除了协议必须修改外,军事用 户还有其它网络需求,应能规定业务质量(QOS),如延
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