移动通信系统中的软件无线电技术

《移动通信系统中的软件无线电技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、移动通信系统中的软件无线电技术

2、第1摘　要：软件无线电是在通用的、开放的硬件平台上采用软件技术来实现无线通信系统的各种功能的通信技术。本文介绍了软件无线电的基本概念、主要特点，分析了实现软件无线电的关键技术及其在第三代移动通信系统中的应用前景。关键词：移动通信；软件无线电；可编程数字器件；无线通信1　引　言　　软件无线电是随着计算机技术的发展、大规模集成电路技术的进步和芯片处理速度的不断提高，特别是数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）等可编程数字器件的快速发展而产生的一种新的无线通信技术。传统的基于专用集成电路（ASIC）的无线通信系统

3、的全部功能由硬件实现，只能工作于单一频段、单一调制方式，不同体系结构的通信系统难以相互沟通。软件无线电则是在一个通用的、开放的硬件平台上采用软件技术通过可编程的DSP，FPGA来实现无线通信系统的各种功能，可以为移动通信提供多频段、多模式、多标准的服务，并实现不同体制、不同标准下的移动通信网的互联互通。目前的第三代移动通信系统标准已经形成了欧洲的A、北美的CDMA2000和中国的TD-SCDMA等多种技术标准并存的局面，不同的标准带来的问题限制了系统之间设备的漫游和兼容；软件无线电技术以其高度的灵活性和很好的适应性无疑是解决这些问题的首选方案，他将成为第

4、三代移动通信系统的关键技术之一。2　软件无线电的特点　　软件无线电是一种基于宽带模数变换器（ADC）、数模变换器（DAC）、高速数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA），以软件为核心的体系结构。他的基本思想就是将宽带ADC及DAC尽可能地靠近射频天线，在一个通用的、开放的硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线通信系统的各种功能。软件无线电有着灵活的可重新配置和可编程的能力，其主要表现在：　　（1）软件无线电的通用的系统结构，使移动通信系统的功能实现灵活，系统改进与升级方便；利用统一的硬件平台和不同的软件模块可以实现移动通信系统不同标准之间的互

5、操作；且这些模块化的系统结构具有很大的通用性，能在不同的系统升级时很容易地重新配置；同时还可以通过先进的动态调整技术，提高无线通信系统的服务质量，使无线通信系统实现极大的灵活性和开放性。　　（2）通过对软件模块的重新配置和控制，可以实现各种通信频段的选择，灵活的改变调制／解调方式、编码／解码方式、业务种类、数据速率、加密／解密模式、接入控制协议等等。同时通过加载软件算法或升3　实现软件无线电的关键技术3．1　软件无线电的组成　　理想的软件无线电直接用高速ADC转换器将射频信号变换为数字信号，即在射频对信号进行数字化，后续处理完全由高速DSP来完成，这种结

6、构的软件无线电虽然结构简单，但是实现起来很困难。他不仅要求ADC必须具有足够的采样速率和采样精度，同时对后续DSP或FPGA的处理速度的要求也相当高，以至于在现有的技术条件下无法实现。因此目前能够实现的软件无线电实际上是中频数字化的软件无线电，其主要思想是先将射频信号经过下变频转换器（DC）将其转换为中频信号，然后在中频位置对信号进行数字化，这样可以降低对ADC，DAC，DSP或FPGA等数字器件的要求，从而实现软件无线电的各种功能。　　中频数字化的软件无线电系统由3部分组成：射频部分（RF）、中频部分（IF）和基带部分（BB）。如图1所示。（1）射频部

7、分主要包括多频段智能天线阵列，射频前端和宽带上／下变频器（UC／DC）。射频前端单元主要包括通用的接收／发送全双工器，多倍频程宽带低噪声接收放大器／线性高功率发送放大器，自动增益控制器／功率控制器等。由于这部分信号的工作频率都相当高，就目前的技术水平而言，数字器件的转换速率、工作带宽和处理速度还不能满足要求，因此这部分只能用高频模拟器件实现，但可以用软件对其某些功能参数进行控制，比如RF前端的频段参数可随传输体制的配置而被基带处理单元的DSP控制。　　（2）中频部分主要包括正交调制／解调器、宽带ADC／DAC、数字上／下变频器（DUC／DDC）。中频部分

8、的功能主要完成可编程的多路信道选择、滤波器配置和采样速率的转换等处理。数字下变频的功能是降低采样速率，将中频采样信号下降为低速基带采样信号，以便于后续DSP的处理。　　（3）基带部分主要由数字可编程器件（DSP、FPGA）来完成基带信号可编程处理，包括基带处理、比特流处理和信源编码等。这部分要求具有高度的可　　编程、可重新配置等特点。500)this.style.ouseg(this)">3．2　软件无线电的关键技术　　利用软件无线电技术实现多频、多模、多功能的移动通信系统，对软件无线电的相关技术提出了非常高的要求。（1）多频段智能天线技术　　软件无线电

9、对天线设计的要求很高，为了使天线能够动态地接收多频段的射频信号，同时又具有一定的