g中軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用

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1、個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)通信技術(shù)?4G中軟件無(wú)線電技術(shù)地應(yīng)用?摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了軟件無(wú)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(lái)第四代移動(dòng)通信（4G）中地應(yīng)用.關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信4G軟件無(wú)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(hào)處理為核心,以微電子技術(shù)為支持地軟件無(wú)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(lái)個(gè)人通信需要地思路.　　軟件無(wú)線電突破了傳統(tǒng)地?zé)o線電臺(tái)以功能單一、可擴(kuò)展性差地硬件為核心地設(shè)計(jì)局限性,強(qiáng)調(diào)以開(kāi)放性地最簡(jiǎn)硬件為通用平臺(tái),盡可能地用可升級(jí)、可重配置

2、不同地應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線電功能地設(shè)計(jì)新思路.其中心思想是：構(gòu)造一個(gè)具有開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化地通用硬件平臺(tái),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(lái)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(kāi)放性地新一代無(wú)線通信系統(tǒng).二、軟件無(wú)線電關(guān)鍵技術(shù)　　一個(gè)理想地軟件無(wú)線電地組成結(jié)構(gòu)如圖1所示.軟件無(wú)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(hào)處理器以及各種軟件組成.軟件無(wú)線電地天線一般要覆蓋比較寬地頻段,要求每個(gè)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(shí)主要完成上變頻、濾波、功率放大等任務(wù)

3、,接受時(shí)實(shí)現(xiàn)濾波、放大、下變頻等功能.而模擬信號(hào)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(lái)地?cái)?shù)字信號(hào),經(jīng)過(guò)專用數(shù)字信號(hào)處理器件處理,降低數(shù)據(jù)流速率,并且把信號(hào)變至基帶后,再把數(shù)據(jù)送給通用DSP進(jìn)行處理.7/7個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)圖1軟件無(wú)線電框圖　　軟件無(wú)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(wú)線電,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,把模擬電路地?cái)?shù)量減少到最低程度.射頻帶通采樣數(shù)字化地軟件無(wú)線電與低通采樣軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)地主要不同點(diǎn)是,A/D前采用了帶寬相對(duì)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(wú)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(wú)線電中地關(guān)鍵技術(shù)主要有：　?。?）寬帶/分頻段天線：軟件無(wú)線電臺(tái)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.　?。?）多載波功率放大器（MCPA）：理想地軟件無(wú)線電在發(fā)射方向上把多個(gè)載波合成一路信號(hào),通過(guò)上變頻后,用一種MCPA對(duì)寬

5、帶地模擬混合信號(hào)進(jìn)行低噪音放大.因?yàn)榛旌闲盘?hào)中信號(hào)與信號(hào)地包絡(luò)幅度相差很大,所以對(duì)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).　?。?）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(wú)線電臺(tái)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(hào)特性,采樣頻率fs至少要是模擬信號(hào)帶寬Wa地兩倍.為保證性能,在實(shí)際應(yīng)用中常進(jìn)行過(guò)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(gè)高速采樣保持電路和AD

6、C,7/7個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)然后通過(guò)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(hào)處理（DSP）芯片是軟件無(wú)線電所必須地最基本地器件.軟件對(duì)數(shù)字信號(hào)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?cái)?shù)字處理,每路需要幾十到幾百個(gè)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(gè)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(gè)MIPS地處

7、理能力.要完成如此巨大地信號(hào)處理運(yùn)算,必須采用高速多個(gè)DSP并行處理結(jié)構(gòu)才有可能實(shí)現(xiàn).　?。?）軟件無(wú)線電地算法：軟件地構(gòu)造,自然是把對(duì)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(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述地算法,最后轉(zhuǎn)換成用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編制地程序.軟件無(wú)線電中地算法特點(diǎn)：　　⊙對(duì)信號(hào)處理地實(shí)時(shí)性.對(duì)算法地要求在時(shí)空上很高；　　⊙軟件無(wú)線電算法應(yīng)具高度自由化（便于升級(jí)）,開(kāi)放性（模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化）；　　⊙目前主要算法為數(shù)值法,但并