云南龙网

  1. 首页 > 云知道 > >

软件无线电和重配置技术

云知道

作者：季卫华; 赵文兵
在九十年代初 ， 软件无线电成为移动通信中的一个热点 ， 当时许多人把该技术看作是现代多模/多频带移动终端所要求的复杂的RF(射频)和IF(中频)处理问题的解决方案 。
【软件无线电和重配置技术】 今天 ， 软件无线电更是被视作在设计、生产和使用等所有阶段中可重配置终端的技术 。
本文介绍了软件无线电和可重配置技术的概念 。提供终端可重配置协议栈的概念就如同软件下载的概念一样 ， 会在3G和将来的4G标准中被采用 。
一、软件无线电概述
软件无线电技术(SoftwareRadioTechnology)是近年来随着微电子及计算机技术高速发展而产生的一种新的无线电技术 ， 相对于传统的基于ASIC的无线技术 ， 它具有灵活性、通用性强和升级方便等特点 。它的技术核心是随着大规模集成电路技术的不断进步和芯片处理速度的不断提高 ， 而使得在DSP芯片或通用CPU芯片平台上 ， 利用软件来完成以前用ASIC实现的多种数字信号处理的功能 。
但是由于受宽带天线、高速A/D及DSP等技术水平的限制 ， 实现一个理想的软件无线电平台的条件目前还不具备 。因此 ， 现在对软件无线电的研究一方面集中在上述要害技术的研究上 ， 另一方面更多的是在现有的技术条件下 ， 研究如何最大程度地实现软件无线电所要求的通用性和灵活性 ， 将软件化、通用化的设计思想体现到具体的应用实践中 。
二、实现软件无线电的要害技术
软件无线电采用开放式模块化设计 ， 使电台业务功能与硬件平台相对独立 ， 由此可带来一系列的好处 。但由于硬件水平的限制及体系结构理论尚待成熟 ， 理想的软件无线电还不可能马上实现 ， 实现软件无线电的“瓶颈”包括：宽带天线和射频模块、宽带A/D变换、高速DSP器件等等 。
1.宽带天线和射频模块
软件无线电台可以在多频段工作 ， 必须应用宽带、低损耗天线 ， 美国已研究出几个倍频程的天线 ， 但效率太低 。射频前端同样需要很宽的频率范围 ， 如低噪声放大器、滤波、功放、AGC等 ， 这在技术上不存在困难 ， 市场上已有相关产品出现 ， 如MiniCircuits公司的MAR系列宽带低噪声放大器就可满足要求 。
2.宽带A/D变换
软件无线电的一个显著特点是将A/D变换尽可能地靠近天线 ， 至少要对中频进行A/D变换 ， 它要求A/D转换器件具有较高的性能 。评价A/D变换器性能的参数包括信噪比(SNR)、无寄生动态范围(SFDR)、互调失真(IMD)、采样速率和采样精度等 ， 其中主要的两项是采样速率和采样精度 ， 一般用SNR来综合表示这两项指标 ， SNR可用下式计算：SNR=6.02B l.76 101og10(fs/2fmax)(dB) ， 其中B为ADC的位数 ， fs表示采样速率,fmax为输入模拟信号的最高频率 。对于一个70MHz的中频信号 ， 若要求采样精度达到l2位 ， SNR等于80dB ， 可以算出采样速率为558MSPS 。
3.高速DSP
软件无线电是对整个工作频段(25MHz左右)进行数字化 ， 中频和基带处理全部采用数字信号处理方式 ， 实现软件控制 ， 它对DSP芯片的处理能力提出了很高的要求 。以蜂窝移动通信为例 ， 系统频带为12.5MHz ， 采取过抽样时的抽样频率为30.72MHz ， 采样后的频率变换、滤波、抽取等处理每个样点至少进行100次操作 ， 则处理速率为3072MOPS 。解决方法有两种:一是用多个DSP芯片并行处理 ， SpeakeasyI系统就是采用了这种方法 ， 选用的是TI公司的QuadC40MCM芯片模块 ， 它由4片TMS32C40及5Mbyte的RAM组成 ， 达l100MIPS(16bit)和200MFL0PS(32bit)的处理速度 ， I/O速率为300Mbit/s 。二是采用专门的可编程芯片 ， 将中频进行下变频 ， 然后再进行DSP处理 。Harris公司的数字下变频器(DDC)HSP500l6可完成从宽带信号中提取有用信号的功能 ， 其最大输入速率为75MSPS(16bit) ， 通过编程可控制数据速率及数据输出格式等 。在目前来说 ， 采用DDC的软件无线电系统是比较现实的 ， 一旦DSP器件达到所需水平 ， 就很轻易过度到理想的软件无线电系统 。

推荐阅读


上一篇：红南瓜空心的原因

下一篇：高层封顶后下来拆塔吊吗