- 軟件無線電歷史背景、工作原理及其在中興基站中的具體應用

軟件無線電在中興基站中的應用

三、研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)

天線

軟件無線電臺要求能夠在從短波到微波相當寬的頻段內(nèi)進行工作，所配備的天線也必須能夠覆蓋整個頻段。最好能研制出一種新型的全向?qū)拵炀€，可以根據(jù)實際需要用軟件智能地構(gòu)造其工作頻段和輻射特性，能夠覆蓋所有常用的無線通信頻段，并且在整個頻段和方向上都具有近似相同的接收特性和很低的功率損耗，這是軟件無線電天線研制的最終目標。但是以目前國內(nèi)外寬帶天線的技術(shù)水平，設(shè)計制造這樣的全頻段全向天線是很不現(xiàn)實的。

多載波功率放大器（MCPA)
理想的軟件無線電在發(fā)送方向上把多個載波合成一路信號，經(jīng)過上變頻后，用一種多載波信號功率放大器（MCPA），對寬帶的模擬混合信號進行放大。因為混合信號中信號與信號的包絡(luò)幅度相差很大，所以對放大器的非線形特別敏感。MCPA采用前向反饋技術(shù)抑制不需要的互調(diào)載波，得到有效的功率利用率。
　
3、高速寬帶A/D、D/A變換
數(shù)字化是軟件無線電的基礎(chǔ)，模擬信號必須經(jīng)過采樣轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號才能用軟件進行處理；而生成的數(shù)字信號也需要變換成模擬信號才能進行射頻放大輸出，完成這些功能的就是各種A/D、D/A轉(zhuǎn)換器件。
A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能包括采樣速率和采樣精度。理想的軟件無線電臺是直接在射頻上進行A/D變換，要求數(shù)/模轉(zhuǎn)換器件必須具有足夠的采樣速率。根據(jù)Nyquist采樣定理，要不失真的反映信號特征，采樣頻率fs至少也要是模擬信號帶寬Wa的兩倍。為了保證性能，在實際應用中經(jīng)常進行過采樣處理，要求fs> 2.5Wa。
A/D/A器件在軟件無線電臺中所處的位置是非常關(guān)鍵的，它直接反映了軟件電臺的軟件化程度。隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)/模器件的性能將逐步提高，其位置也就越來越接近于天線，最終將達到軟件無線電的理想目標。
　
5、并行DSP處理器
數(shù)字信號處理芯片（DSP）是軟件無線電所必需的最基本的器件，軟件對數(shù)字信號的處理都是在DSP上進行的。中頻以下主要包括三個部分：基帶處理、比特流處理和信源編碼。基帶部分主要完成各種波形的調(diào)制解調(diào)、擴頻解擴以及信道的自適應均衡和各種同步的數(shù)字處理，每路需要幾十到幾百個MIPS的處理能力。比特流處理主要完成信道編解碼（軟判決譯碼）、復用和分解或交換、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的處理能力。信源編碼部分要完成的功能包括話音、圖像的編碼算法，每信道需要十幾個MIPS的處理能力。要完成如此巨大的信號處理運算，必須采用多DSP并行處理結(jié)構(gòu)才有可能實現(xiàn)。
用于軟件無線電的DSP必須滿足下列要求：

運算速度快。軟件電臺要求在射頻或中頻對數(shù)字信號進行數(shù)字處理，需要很大的運算量，普通處理器不能勝任。因此DSP必須具有高速的指令執(zhí)行速度，同時還要具備功能強大的指令系統(tǒng)，支持單周期內(nèi)完成常用的浮點運算和邏輯運算的能力。

高精度的數(shù)據(jù)處理。由于數(shù)字信號處理中所固有的量化效應和有限長寄存器效應的影響，在實際處理過程中會產(chǎn)生誤差，并隨著運算的增加逐漸積累。要求數(shù)據(jù)一定要具備足夠的精度并且處理器支持高精度運算，才能盡可能減小這些誤差，DSP至少也要支持32位浮點運算的能力。

高速數(shù)據(jù)交換能力。軟件無線電臺在工作時，各個處理模塊之間需要進行大量的數(shù)據(jù)交換，DSP芯片總線必須能夠提供足夠的數(shù)據(jù)傳輸和I/O吞吐能力，才能保證對信號進行實時處理。

支持幾百個SHARC同時工作。

DSP技術(shù)的發(fā)展將使軟件電臺的軟件化程度和性能逐漸提高，最終實現(xiàn)無線電臺全軟件化的目標。研制速度更高和功能更強大的DSP芯片也是影響軟件無線電發(fā)展的關(guān)鍵。

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