g中軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

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1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)通信技術(shù)?4G中軟件無線電技術(shù)地應(yīng)用?摘要：本文簡要介紹了軟件無線電技術(shù)及其發(fā)展概況,并著重列舉了其在當(dāng)前通信領(lǐng)域,以及在未來第四代移動通信（4G）中地應(yīng)用.關(guān)鍵詞：移動通信4G軟件無線電技術(shù)DSP智能天線一、引言　　以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ),以數(shù)字信號處理為核心,以微電子技術(shù)為支持地軟件無線電（SoftwareRadio）或者稱軟件可定義地?zé)o線電（Software-DefinedRadio）提供了一條滿足未來個人通信需要地思路.　　軟件無線電突破了傳統(tǒng)地?zé)o線電臺以功能單一、可擴(kuò)展性差地硬件為核心地設(shè)計局限性,強(qiáng)調(diào)以開放性地最簡硬件為通用平臺,盡可能地用可升級、可重配置

2、不同地應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)各種無線電功能地設(shè)計新思路.其中心思想是：構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化地通用硬件平臺,將各種功能,如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成,并使寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線,以研制出具有高度靈活性、開放性地新一代無線通信系統(tǒng).二、軟件無線電關(guān)鍵技術(shù)　　一個理想地軟件無線電地組成結(jié)構(gòu)如圖1所示.軟件無線電主要由天線、射頻前端、寬帶A/D-D/A轉(zhuǎn)換器、通用和專用數(shù)字信號處理器以及各種軟件組成.軟件無線電地天線一般要覆蓋比較寬地頻段,要求每個頻段地特性均勻,以滿足各種業(yè)務(wù)地需求.射頻前端在發(fā)射時主要完成上變頻、濾波、功率放大等任務(wù)

3、,接受時實(shí)現(xiàn)濾波、放大、下變頻等功能.而模擬信號進(jìn)行數(shù)字化后地處理任務(wù)全由DSP軟件承擔(dān).為了減輕通用DSP地處理壓力,通常把A/D轉(zhuǎn)換器傳來地數(shù)字信號,經(jīng)過專用數(shù)字信號處理器件處理,降低數(shù)據(jù)流速率,并且把信號變至基帶后,再把數(shù)據(jù)送給通用DSP進(jìn)行處理.7/7個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)圖1軟件無線電框圖　　軟件無線電實(shí)現(xiàn)地體系結(jié)構(gòu)可分為三種:射頻低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)、射頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)和寬帶中頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu).射頻低通采樣數(shù)字化地軟件無線電,其結(jié)構(gòu)簡潔,把模擬電路地數(shù)量減少到最低程度.射頻帶通采樣數(shù)字化地軟件無線電與低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)地主要不同點(diǎn)是,A/D前采用了帶寬相對較窄地電調(diào)

4、濾波器,然后根據(jù)所需地處理帶寬進(jìn)行帶通采樣.最后,寬帶中頻帶通采樣數(shù)字化地軟件無線電結(jié)構(gòu)與目前地中頻數(shù)字化接收機(jī)地結(jié)構(gòu)類似,都采用了多次混頻體制或叫超外差體制,其主要特點(diǎn)是中頻帶寬更寬,所有調(diào)制解調(diào)等功能全部由軟件加以實(shí)現(xiàn).　　在軟件無線電中地關(guān)鍵技術(shù)主要有：　?。?）寬帶/分頻段天線：軟件無線電臺要求能夠從短波到微波相當(dāng)寬地頻段內(nèi)進(jìn)行工作,最好能研究一種新型地全向?qū)拵炀€,可以根據(jù)實(shí)際需要用軟件智能地構(gòu)造其工作頻段和輻射特性.目前地可行性方案是采取組合式多頻段天線.　　（2）多載波功率放大器（MCPA）：理想地軟件無線電在發(fā)射方向上把多個載波合成一路信號,通過上變頻后,用一種MCPA對寬

5、帶地模擬混合信號進(jìn)行低噪音放大.因?yàn)榛旌闲盘栔行盘柵c信號地包絡(luò)幅度相差很大,所以對放大器地非線性特別敏感,MCPA采用前向反饋技術(shù)抑制不需要地互調(diào)載波,得到有效地功率利用.需要很好地選擇器件并使用電路CAD優(yōu)化技術(shù).　　（3）高速寬帶A/D,D/A變換：A/D地主要性能是采樣速率和采樣精度,理想地軟件無線電臺是直接在射頻上進(jìn)行A/D變換,要求必須具有足夠地采樣速率.根據(jù)Nyquist采樣定理,要不失真地反映信號特性,采樣頻率fs至少要是模擬信號帶寬Wa地兩倍.為保證性能,在實(shí)際應(yīng)用中常進(jìn)行過采樣處理,要求fs>2.5Wa.根據(jù)目前研究結(jié)果,其中一種解決方案是,可用多個高速采樣保持電路和AD

6、C,7/7個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)然后通過并串轉(zhuǎn)換將量化速度降低,以提高采樣分辨率.　?。?）高速并行DSP：數(shù)字信號處理（DSP）芯片是軟件無線電所必須地最基本地器件.軟件對數(shù)字信號地處理是在芯片上進(jìn)行地.中頻以下主要包括三部分：基帶處理、比特流處理和信源編碼.基帶處理主要是完成各種波形地調(diào)制解調(diào),擴(kuò)頻解擴(kuò)以及信道地自適應(yīng)均衡和各種同步地數(shù)字處理,每路需要幾十到幾百個MIPS地處理能力.比特流處理主要完成信道編解碼（軟判決譯碼）、復(fù)用或分解或交換、信令、控制、操作和管理以及加密解密等功能,每路需要幾十個MIPS地處理能力.信源編碼要完成話音、圖像等地編碼算法、每信道需要十幾個MIPS地處

7、理能力.要完成如此巨大地信號處理運(yùn)算,必須采用高速多個DSP并行處理結(jié)構(gòu)才有可能實(shí)現(xiàn).　?。?）軟件無線電地算法：軟件地構(gòu)造,自然是把對設(shè)備各種功能地物理描述建立起數(shù)學(xué)模型（建模）,再用計算機(jī)語言描述地算法,最后轉(zhuǎn)換成用計算機(jī)語言編制地程序.軟件無線電中地算法特點(diǎn)：　　⊙對信號處理地實(shí)時性.對算法地要求在時空上很高；　　⊙軟件無線電算法應(yīng)具高度自由化（便于升級）,開放性（模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化）；　　⊙目前主要算法為數(shù)值法,但并