淺談軟件無線電技術(shù)及在g中的應用

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1、淺談軟件無線電技術(shù)及在3G中的應用Telecommarket技術(shù)前沿淺談軟件無線電技術(shù)及在30中的應用一引富以開放的,模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為核心的軟件無線電技術(shù)被普遍認為是3G基站未來的發(fā)展趨勢,其可為3G提供通用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),功能實現(xiàn)靈活系統(tǒng)改進與升級很方便,利用統(tǒng)一的硬件平臺,不同的軟件來滿足不同標準的需求.由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的實現(xiàn)主要是由軟件來實現(xiàn)的.軟件的生存周期決定了通信系統(tǒng)的生存期,這樣就能更快地跟蹤市場變化,降低更新?lián)Q代的成本.軟件無線電概述及關(guān)鍵掖術(shù)軟件無線電(SWR)的概念是由美國科學家Joe.Mitol8于1992年5月在美國電信系統(tǒng)會議上首次明確提出的.其基本概念是將硬件作

2、為無線通信的基本通用平臺,而用軟件實現(xiàn)盡可能多的無線及個人通信功能.軟件無線電的基本思想是將A/D,D/A變換盡不需重新設計系統(tǒng)特別是硬件系統(tǒng).數(shù)據(jù)源輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過信源編碼(如JPEG編碼)后,再進行信道編碼.多路訪問可使用多種方法,如TDMA,CDMA等不同的系統(tǒng)的調(diào)制方式不同,軟件無線電系統(tǒng)應該能兼容它們,如QPSK,FsK等,多路訪問和調(diào)制部分還包括定時信息的處理,如幀同步,比特同步,碼元同步等.最后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換,上變頻送至射頻(RF1前端,由寬帶天線發(fā)射出去.若是接收則過程與上相反.實現(xiàn)軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù)主要有:射頻天線,寬帶ADC轉(zhuǎn)換,高速數(shù)字信號處理和高性能的總線結(jié)構(gòu)等方面

3、.理想軟件無線電的組成結(jié)構(gòu)如圖所示:術(shù).這部分只能用高頻模擬器件實現(xiàn),但可以用軟件對其功能和參數(shù)進行控制.(2)A—D…DA與高速,高精度中頻數(shù)字處理段關(guān)鏈技術(shù)把A/D-D/A變換器放置在盡可能靠近天線的位置上是軟件無線電與傳統(tǒng)數(shù)字無線電的主要區(qū)別之一.在軟件定義無線電中.A/D—D/A變換器放在中頻對大帶寬范圍內(nèi)的多路信號進行采樣.根據(jù)NYqiSt定理大輸入信號帶寬要求A/D變換有很高的采樣率;另一方面由多路信號間的遠近效應而要求A/D變換器有大的動態(tài)范圍與取樣精度.當A/D技術(shù)不能滿足要求時有多種量靠近射頻前端應用寬帶天線或多頻段天線,將整個RF段或中頻段進行A/D變換.這之后的處理

4、均由通用處理器或DSP器件完成.其硬件結(jié)構(gòu)使軟件無線電具有整體的可編程性:RF頻段可編程,信道訪問模式可編程.信道編碼和調(diào)制可編程.同時由于其開放的體系結(jié)構(gòu).系統(tǒng)功能的改變只需軟件做適應調(diào)整,則(1)天線及射頻轉(zhuǎn)換部分的關(guān)技術(shù)射頻段要求能夠接入多個波段甚至覆蓋整個波段.主要包括組合式多頻段天線及智能化天線技術(shù).模塊化,通用化收發(fā)雙工技術(shù),多倍頻程寬帶低噪聲接收放大器技術(shù),線性高功率放大器技術(shù)和寬帶上下變頻器技通信市墻?2006年3-4月解決方案.如,把整個接收帶寬分成多個子帶.用多個窄帶A/D對各個子帶并行采樣用對數(shù)壓縮等方法控制或抑制輸入信號動態(tài)范圍;量化與信號預測相結(jié)合,量化預測誤差

5、信號等.數(shù)字下變頻的任務是將A/D輸出的含有多路信道的高速數(shù)字信號進行信道劃分與提取.包括變頻,濾波和降采樣等處理.數(shù)字上變頻是其逆過程.實現(xiàn)上下變頻所要求的運算量很大,是系統(tǒng)實現(xiàn)中最困難的部分.在移動通信系統(tǒng)中,基站和移動臺在中頻處理部分面臨的問題和采用的技術(shù)不完全相同.由于基站一般要求同時處理多個來自不同頻帶的信號,因此,理想的方式是采用寬帶接收機,利用多速率信號處理技術(shù)來提高計算效率,例如使用基于FFT的信道劃分技術(shù)來提取所有信道.對于移動臺和手機,由于只接收自身的一路信號.因此一般可采用專用器件來實現(xiàn)數(shù)字下變頻,如Harris公司的HSP50214B等.(3)基帶與比特流處理部分

6、關(guān)鍵技術(shù)基帶與比特流處理部分主要完成單一信道信號基帶可編程處理.包括調(diào)制/解調(diào),編/譯碼,交織/去交織,擴頻/解擴,加/解密處理,信道均衡,定時,同步甚至信源編碼等.這部分要求具有高度的可編程,可重新配置特點雖然數(shù)據(jù)速率比中頻低.但對于3G標準(如W-CDMA和COMA2000)由于數(shù)據(jù)速率本身較高(WCDMA最低為3,84Mbit/sCDMA2000最低為12288Mbit/s),同時,信道譯碼方法,RAKE接收,多用戶檢測算法和智能天線技術(shù)等運算量都很大.產(chǎn)生所謂DSP瓶頸.解決DSP瓶頸的方法是采用樹型結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的多處理器技術(shù).基帶處理部分由可編程器件如FPGADSP和通用CP

7、U等結(jié)合實現(xiàn).如何進行無線電功能的劃分及將劃分后的功能映射到具有不同靈活性和處理特點的器件上(FPGA的靈活性比DSP和通用CPU差,但具有分布特點的大計算量算法適合在FPGA上實現(xiàn)).決定了整個系統(tǒng)的綜合性能.(4)軟件技術(shù)實現(xiàn)SWR術(shù)要求軟件具有對硬件平臺的獨立性.實現(xiàn)軟件對硬件獨立的方式之一是建立介于硬件和軟件之間的中間插件,實現(xiàn)硬件,軟件和中間插件的層次結(jié)構(gòu).軟件技術(shù)中另一個關(guān)鍵問題是軟件下載,包括軟件下載方式接口方式和軟件