VITA49：软件无线电的未来

　　在该技术的25年生命周期中，软件无线电技术的使用已经扩展到整个无线电频谱的几乎所有商业，消费者，政府，工业和军事平台。数据转换器技术、DSP 器件、系统互连、处理器、软件、设计工具和封装技术的创新提高了性能水平，并减小了软件无线电系统的尺寸、重量和功耗。然而，软件无线电应用的迅速激增催生了这些系统中元件之间的临时专有接口。

　　十多年前，政府和军方客户意识到这种复杂性正在破坏软件无线电的可靠性和可维护性，并阻碍功能升级和技术更新周期。他们还希望提高供应商之间的兼容性，并在未来为不同类型的信号和新应用重用软件无线电硬件平台。因此，那些有兴趣解决这些问题的人开始为VITA无线电传输开发VITA 49.0，即VRT。

　　VRT 通过 VITA 49.2 发展和改进

　　VITA 49.0于 2007 年被批准为 ANSI 标准，代表了 VRT 的第一个官方标准，但它仅使用 VRT IF 数据和上下文数据包定义了接收器功能。在早期采用者证明了它的实用性之后，系统设计人员希望扩大其范围，以涵盖软件无线电的更多元素。最初的 VITA 49.0 标准省略了对发射器、控制和状态功能的支持，除数字 IF.To 以外的任何信号都解决了这些缺点，VITA 49.2 以新的数据包类别启动。

　　信号数据包

　　将原来的IF数据包替换为信号数据包，不仅支持数字化的IF信号，还支持基带信号、宽带RF信号，甚至频谱数据。信号数据包向后兼容 IF 数据包，并带有新的标识符位来指定数据类型。

　　为了支持双向无线电信号，信号数据包现在可用于传输数据，支持基带、中频和射频信号。在这里，时间戳决定了发射时间，这对于生成精确定时的雷达脉冲特别有用。多静态雷达系统使用一根天线发射脉冲，使用其他远程天线捕获反射脉冲。通过GPS同步，VRT可用于协调每个站点的发射和接收信号。

　　光谱测量系统广泛用于检测和记录感兴趣的信号。根据 VITA 49.2，信号数据包可以携带来自扫描接收器的数字化频谱信息，并将数据包传送给世界任何地方的分析师。这些数据包维护有关位置、环境和条件的完整上下文信息，以及精确的时间戳。

　　增强的上下文数据包

　　原始上下文数据包在 VITA 49.2 中也得到了显著增强。支持更多类型的元数据，以获取有关信号数据的新详细信息和更丰富的信息。上下文数据包现在允许 VRT 资源使用一套完整的操作规范（包括每个可编程参数的最小和最大限制）响应系统。这可能包括频率调谐范围、带宽设置、可编程增益范围、天线方位角限制和发射功率电平范围。

　　上下文数据包现在还提供其他特征，例如：

　　• 开关调谐频率、带宽或增益

　　时的建立时间• 碟形天线

　　的角度压摆率• 频率精度和稳定性

　　• 时间戳和星历精度

　　• 工作温度范围• 冲击和振动

　　的容限

　　• 温度漂移和老化的影响。

　　理论上，VITA 49.2 系统处理器可以连接到新的、未知的软件无线电资源，并自动发现它可以做的一切，如何控制和监控其操作，以及如何成功交换接收和传输信号。在实践中，在现有平台上开发新应用程序以及在部署操作期间负责任地对新威胁或情况做出反应时，上下文数据包将最有用。

　　使用命令数据包获得控制权

　　VITA 49.0的另一个缺陷是缺乏对软件无线电资源的控制。VITA 49.2 添加了一个名为命令数据包的新数据包类，它使 VRT 系统处理器能够使用与上下文数据包相同的标准化字段和格式向每个元素提供操作参数。这为从天线定位系统到发射功率放大器的各种硬件提供了一致的控制接口。

　　命令数据包不仅提供控制，还支持状态和确认功能，以便VRT处理器可以检查接收器和发射器的运行状态，以验证控制命令的成功执行。

　　VRT的这种全面且互补的控制/状态协议为认知无线电，自适应频谱管理，电子对抗措施和其他关键应用提供了基本功能。

　　扩展数据包

　　由于军事和商业市场的电子战 （EW）、信号情报 （SIGINT）、雷达和通信系统的不同要求，VITA 49.2 添加了扩展数据包，旨在传达任何现有上下文数据包字段都不支持的特定应用信息。

　　VRT 有利于关键应用

　　软件无线电SIGINT和COMINT［通信情报］系统试图定位，识别和监控各种未知信号，可以从VRT信息流中提取许多有用的事实。这些可以包括定向天线的方位角和仰角、RF信号的参考功率电平、RF调谐器和DDC的带宽和调谐频率、ADC的采样速率、频率精度RF调谐器和采样时钟、信号ID标签和时间戳。

　　特别强调时间戳的准确性。VRT 时间戳使波束成形应用能够比较从多个天线接收的信号之间的绝对时间和相位差，以计算发射器的距离、位置、速度和航向。同样，多元件分集接收器可以利用VRT时间戳在每个天线信号路径中创建延迟和相移，以最大限度地提高特定方向的接受能力。

　　绝对时间可以从GPS接收器中得出，因此可以同步相隔很远的软件无线电接收器以同时捕获信号。这对于跟踪来自卫星甚至深空来源的信号非常有用。

　　雷达系统必须在相对于传出雷达脉冲（通常定义为范围门）的精确时间间隔内捕获反射脉冲。当捕获接收到的数据时，VRT向雷达处理引擎发送时间戳，显示返回信号的确切到达时间。

　　在VRT之前，系统依赖于接收器和处理器之间的复杂本地接口来确保给定任务的一致性。VRT通过将参数和时序信息与数据一起封装，提供了一个优雅的解决方案。这里的主要好处是VRT信息流可以传送到任意数量的远程处理设施，同时完全保留关键元数据和时间戳。

　　与任何成功的标准一样，VITA 49 随着新技术的出现和实际部署的反馈而不断发展。凭借如此多的明显优势和相对较少的额外复杂性，VRT有望标志着新的和未来的软件无线电系统的发展。

　　审核编辑：郭婷