基于软件无线电的短波电台设计长春工业大学.docx

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基于软件无线电的短波电台设计长春工业大学

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长春工业大学硕士学位论文基于软件无线电的短波电台设计姓名：

路永健申请学位级别：

硕士专业：

电力电子与电力传动指导教师：

林志琦20070301

长春工业人学硕｛：

学位论文

摘要

无线通信在现代通信中占据着极其重要的位罱，被广泛应用于商业、气象、军事、

民用等领域。

软件无线电是一种新的无线通信技术，它基于一个通用的可编程的硬件平台，通过软件编程来实现各种标准和通信制式，可以方便地增加许多新的通信功能。

从传统的模拟无线电到数字无线电，再到软件无线电，代表了无线电技术发展的趋势。

软件无线电系统的硬件结构与功能相对独立，这样就可以基于相对通用的硬件平台，通过软件实现不同的通信功能，并可对工作频率、系统频带、调制方式等进行编程控

制，系统的灵活性大大增加。

本设计基于软件无线电的思想，使用软件的算法直接对短波信号进行处理，语音调制语音信号全数字解调。

软件无线电的定义是将天线后的信号进行数字化，所有的过程实现软件化、可编程化。

但是由于Ａ／Ｏ等器件的性能和处理器处理速度的限制，就出现了比软件无线电更实际的解决办法，也就是说，它的处理过程仍然对高频保留了模拟部分。

ＳＤＲ的模拟部分包括了混频和放大，而本设计由于Ａ／Ｄ器件的输入信号幅度的限制，只对天线接收来的信号进行滤波、放大后再进行数字化。

．

本设计基于软件无线电的思想，旨在对应用软件无线电设计思想的初步探讨，应用Ｎｉｏｓ软核处理器设计软件无线电短波电台。

本论文的设计主要应用于军事啦兵手持电台。

论文中分别论述了构建软件无线电体系电台的硬件结构及工作原理，其功能通过软件编程的思想，实现调频、调幅等多种通讯方式。

本论文根据设计要求给出了硬件整体方案。

并分别对模拟前端、中频Ａ／Ｄ、数字下

变频、ＤＤＳ、处理器及语音编码等部分做了详细的设计阐述。

在基于Ｎｉｏｓ软核设计的基础上，对外围器件的选用及功能做了较全面的描述，给出了外围器件与Ｎｉｏｓ软核的电路连接方式和软件接口程序。

在本系统处理器设计上，论文对Ｎｉｏｓ软核构建和生成方法做了详细的设计论述。

最后，对整个系统应用～ＩＡＴＬＡＢ来完成软件无线电中频数字

处理的计算机仿真。

关键词：

软件无线电

采样

中频数字化ＦＰＧＡ

Ｎｉｏｓ

长春工业大学硬上学位论文

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ｔａｋｅｓ

ｕｐ

ｔｈｅ

ｍｏｓｔ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔ

ｐｏｓｉｔｉｏｎ

ｉｎ

ｍｏｄｅｍ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｉｓｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｂｕｓｉｎｅｓｓ，ｗｅａｔｈｅｒｆｏｒｅｃａｓｔ，ｍｉｌｉｔａｒｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，

ｃｉｖｉｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ａｎｄｏｔｈｅｒ

ｏｎ

ｒｅｇｉｏｎｓ．Ｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｉｓ

ａ

ａ

ｎｏｖｅｌｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄ

ｖｅｒｓａｔｉｌｅｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｐｌａｔｆｏｒｍｔｏｒｅａｌｉｚｅａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｔｈｅｎｅｅｄｏｆｍａｎｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｅｗｍｏｌｄｓ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｒａｄｉｏ

ａｎｄｔｏｍｅｅｔ

ａｎｄ

ｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｍｉｇｒａｔｅｄｆｒｏｍａｎａｌｏｇｔｏｄｉｇｉｔａｌｉｎｓｅｖｅｒａｌｗａｙｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇ

ｓｏｕｒｃｅ

ｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｏ

ａｎｄｃｈａｎｎｅｌｃｏｄｉｎｇｔｏｈａｒｄｗａｒｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ

ｒａｄｉｏｐｒｏｔｏｔｙｐｅｈａｓｅｘｔｅｎｄｅｄｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｓｏｆｒａｄｉｏ

ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ

ｏｎ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｂｙｌｉｂｅｒａｔｉｎｇｃｈｒｏｎｉｃｓｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ａｎｄ

ｈａｒｄ－ｗｉｒｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｂａｎｄ，ｃｈａｎｎｅｌ

ｃｈａｎｎｅｌｃｏｄｉｎｇ．Ｔｈｅｓｅｅｆｆｏｒｔｓｈａｖｅｌｅｄ璐ｔｏｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙｒｅｃｅｉｖｅｒｓｓｙｓｔｅｍｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ．Ｉｎｍｙ

ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ

ｄｅｓｉｇｎ，ｓｉｇｎａｌ

ｉｓ

ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ

ｄｉｒｅｃｔｌｙｗｉｔｈｓｏｆｔｗａｒｅｍｅｔｈｏｄ

ｂａｓｅｄｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ

ｒａｄｉｏｉｄｅａ，ｗｈｉｃｈｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅＡＭｓｉｇｎａｌｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．ＴｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆＳｏｆｔｗａｒｅＲａｄｉｏｉｓｔｈａｔｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｓ

ｄｉｇｉｔａｌｉｚｅｄａｆｔｅｒａｎｔｅｎｎａ，ｍａｋｅｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｕｔ

ａｌｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅａｎｄｍａｋｅａｌｌ

ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｂｅｄｉｓｐｏｓｅｄｂｙ

ｗｉｔｈｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＡ／Ｄａｎｄ

ｐｒｏｃｅｓｓ

ｓｐｅｅｄｏｆｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｔｈｅｍｏｒｅ

ｔｏｓａｙ，ＳＤＲｒｅｓｅｒｖｅｓｔｈｅ

ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄ—ＳＤＲ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ—ｄｅｆｉｎｅｄＲａｄｉｏ）

ｅｍｅｒｇｅｓ，ｔｈａｔｉｓ

ａｎａｌｏｇ

ｐａｒｔｏｆｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｔｈｅａｎａｌｏｇｐａｒｔｏｆ

ＳＤＲｉｎｃｌｕｄｅｓｍｉｘｉｎｇａｎｄｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｉｇｎａｌｆｒｏｍｆｒｏｍ

ａｎｔｅｎｎａ．Ｉｎｍｙ

ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌ

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ａｎｄｔｈｅｎ

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Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｂａｓｅｄ

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ｄｅｓｉｇｎ

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ｃｏｒｅ

ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｓｕｓｅｄｔｏｆｏｒｔｈｅ

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ｓｏｆｔｗａｒｅｏｆ

ｒａｄｉｏｓｈｏｒｔｗａｖｅｒａｄｉｏ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｍａｉｎｌｙ

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ａｎｄ

Ｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｌａｎ，ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｄｔｈｅａｎａｌｏｇｄｅｓｃｒｉｂｅｄ

ａｓ

ｆｒｏｎｔ，Ａ／Ｄ，ＤＤＣ，ＤＤＳ，ｐｒｏｃｅｓｓｏｒａｎｄｂａｓｅｄｏｎ

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ｐａｒｔｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓ

ａ

ｔｈｅＮｉｏｓｓｏｆｔｃｏｒｅ，ａｎｄ

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ｔｈｅ

ｕｓｅ

ｏｆｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｄｅｖｉｃｅｓｗｅｒｅｍａｄｅｄｅｖｉｃｅｓ

ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｉｎｔｈｅ

ａ

ａｎｄＮｉｏｓｓｏｆｔ

ｃｏｒｅ

ｃｉｒｃｕｉｔ

ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ

ａｎｄ

ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ

ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ’Ｓ

ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ

ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＮｉｏｓｓｏｆｔｎｕｃｌｅａｒＷａｓｇｉｖｅｎ

ｄｅｔａｉｌｅｄ

ｄｅｓｉｇｎ．Ａｔｔｈｅｌａｓｔｐａｒｔｏｆｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｅｎｔｉｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＭＡＴＬＡＢｗａｓｕｓｅｄｉｎＩＦｄｉｇｉｔａｌ

ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．

Ｕ

长春工业大学硕１Ｌ学位论文

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

，Ｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ｓａｍｐｌｉｎｇ，ＩＦｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎ，ＦＰＧＡ，Ｎｉｏｓ

１１１

长春工业大学硕士学位论文

原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：

峪永也

月

日

日期：

年

长春工业大学硕上学位论文

第一章

所谓软件无线电（Ｓｏｆｔｗａｒｅ

Ｄｅｆｉｎｅｄ

绪论

Ｒａｄｉｏ，简称ＳＤＲ），就是采用数字信号处理技

术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：

包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等“１。

即整个无线电台从射频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。

其核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字／模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化，从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现”Ｈ”。

总之，软件无线电是一种基于数字信号处理，以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。

１．１软件无线电技术发展历史

软件无线电概念于１９９２年被首次提出，其目的就是希望建立开放式、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如频率、调制方式、数据率、加密模式、通信协议等都用软件来完成。

这样的系统具有很好的兼容性、可升级性和丌放性。

由于它与军方对无线电台的要求十分吻合，能保证通信设备的通用性、兼容性和可升级性，所以美国军方对软件无线电技术十分重视，并运用这一思想＿丌始对多波段、多模式无线电台进行研究。

最初由美国国防部高级研究计划局（ＤＡＲＰＡ）提出了叫Ｓｐｅａｋｅａｓｙ计划“”１”’，它覆盖的频段为２－－２０００Ｍｌｌｚ，不仅要求能实现常规的ＨＦ／ＶＩｔＦ／ＵＩｔＦ电台，还能与跳频电台、卫星终端、１１号航空数据链、民用蜂窝通信系统等进行语音、数据甚至进行图像通信。

该项目于１９９５开始研究，主要由波音（Ｂｏｅｉｎｇ）和雷神（Ｒａｙｔｈｅｏｎ）两家公司负责，第一阶段主要进行软件无线电概念和需求论证研究，随后第二阶段进行了样机的丌发和演示。

该项目首次对软件无线电技术进行了较全面地、系统地研究，为软件无线电技术的发展打下了基础。

与此同时进行软件无线电技术研究的还有ＳｐｅｃｔｒｕｍＷａｒ项目和ＲＤＲＮ计划（Ｒａｐｉｄｌｙ

ＤｅｐｌｏｙａｂｌｅＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋｓ

Ｐｒｏｊｅｃｔ）。

前者由美国麻省理工学院进行研究，主要基

于工作站或Ｐｃ机对信号进行处理，来实现软件无线通信。

由于Ｐｃ机的计算处理能力相对不足，所以即使联合几十台机器来实现分布式处理，能达到的带宽还是十分有限。

但是该研究使得无线电通信系统和其他计算机应用平台变得十分类似，开发和试验软件十分方便。

ＲＤＲＮ由Ｋａｎｓａｓ大学负责研究，主要针对无线异步传输模式（ＷｉｒｅｌｅｓｓＡＴＭ）设计，能随无线环境的变化，自适应改变链路层和网络层以实现快速部署的高速无线通信系统。

该项目主要目的是进行无线ＡＴＭ协议验证、高级网络配置方法和自适应软件控制电台的实验。

其试验波段为１．３ＧＨｚ、５．３ＧＨｚ和５．８ＧＨｚ，调制方式为ＭＰＳＫ、速率为

１Ｍｂ／ｓ－８Ｍｂ／ｓ。

现阶段，软件无线电在通信系统中，特别是在第三代移动通信系统巾的应用越来

长春Ｔ业大学硕上学位论文

越成为研究的热点。

欧洲的先进的通信技术与业务计划中，有三项计划是将软件无线电技术应用在第三代移动通信系统中；ＦＩＲＳＴ（灵活的综合无线电系统和技术）计划将软件无线电技术应用到设计多频／多模可编程手机。

这种手机可自动检测接收信号以接入不同的网络，且适应不同接续时间的要求；ＦＲＡＭＥＳ（未来的无线宽带多址系统）计划的目标是定义、研究与评估宽带有效的多址接入方案来满足ｕＭＴｓ要求，方法之一是采用软件无线电技术｛ＳＯＲＴ（软件无线电技术）计划是演示灵活的有效的软件可编程电台，它具有无线自适应接入功能，并符合ＵＭＴＳ的标准“”。

我国对软件无线电技术也相当重视，例如我国提出的ＳＣＤＭＡ是一种同步的直接扩频ＣＤＵＡ（码分多址）技术，它结合了智能天线、软件无线电及全质量话音压缩编码技术

等通信新技术。

另外，软件无线电技术在第三代移动通信中的应用是国家“８６３”计划

的申请项目之一。

１．１．１

研究软件无线电技术在军事上的意义

首先，现代战争是军事通信高技术的竞争。

战术通信是军事通信的重要一环，传统的战术通信使用了多种通信电台，其频率覆盖ＨＦ，ＶｔｌＦ，ＵＨＦ和ＳＩｔＦ多个频段，由于这些电台的调制方式、抗干扰体制、保密体制和编码方式不同，使得不同电台之问的兼容性和互通能力较差。

当部队执行任务时，如果通信系统中的许多设备不具备互操作性，就阻碍了实现在综合战场上所需要的无缝通信。

在未来的数字化战场上更加需要广泛的系统互操作性，因此互操作性和无缝通信是军方的一项基本需求。

而用ＳＤＲ桥接相互之间不兼容系统的能力可以大大增强系统间的互操作性ｎ”。

其次，军方传统的新设备长采购周期已经与通信技术的快速进步不相适应，往往新研制的系统在装备部队之前在技术上就已经落伍了，丽且目前无线通信系统难以用较低成本进行技术更新，高昂的费用困扰着通过提升功能来翻新旧系统的做法，使军

备水平下降。

ＳＤＲ具有通用硬件库，由所下载的软件决定电台功能，能通过修改、增加软件或单

元模块电路快速增添新的功能，因此可以在长时问内保持技术的领先性“”叫”１。

再次，单用途电台给需要与诸军兵种互连互通的命令与控制中心带来体积、重量和功耗等方面的问题。

即使同时使用的电台仅占总数的一小部分，．也需要配备大量的电台以保证尽可能与所有可能出现的电台对通。

软件无线电台兼容大多数现役电台，在保证性能的前提下，改善系统体积、重量和功耗等方面的要求，减少闲置设备。

最后，随着冷战结束，和平与发展是世界发展的主流，许多西方发达国家不断削减国防预算，但是通信需求却在不断增加，为了某种用途专门研制一套系统的做法在经济上已经难以承受，即使负担得起也会导致力量分散。

软件无线电充分利用丌放的民用标准和丰富的商业现货（ＣＯＴＳ）进行设计，利用大量的民用资源，能够以富有竞争

２

长春工业大学硕士学位论文

力的价格降低整体费用（１ｉｆｅｃｏｓｔ）减少电台种类，使国防技术水平保持在飞速发展的商业技术的Ｂ口端。

，

软件无线电各方面有详尽的规范定义，并使用了被广泛采用的民用标准，标准化、模块化程度高，符合即插即用要求，而且兼容大多数现役电台，能满足各军种需求，是未来军队普遍装备的通信设备，因而市场需求较大，能够规模生产。

综上所述，军用设备的网络化，对经济地采购和维护通信系统的需要，以及足以跟上技术发展的灵活性的要求，都使得研制一种能真正解决三军互连互通、网问桥接的新一代多频段、软件可编程、模块化和开放结构的电台己成为各国军方急切解决的问题“”１例。

１．１．２

研究软件无线电技术在民用上的意义

软件无线电多频段多模式工作，通过软件编程定义电台功能，一部电台能够与大量现存的应急通信系统通信，所以软件无线电也为解决民用无线通信中的兼容问题提

供了一条途径。

目前，个人移动通信设备尚无法在各种标准如ｑＳ一９５、ＧｓＭ、ＡＭＰＳ等）之间自由切换。

产品的技术复杂度越来越高，即使经过最严格的测试也难免仍然存在问题（ｂｕｇｓ），

软件无线电能通过无线下载软件修』下疏漏或增添新功能，不断提高服务质量，而这一切对用户来说都是透明的。

可以看到，软件无线电是无线通信技术发展的新方向，无论在军事上，还是在民

用方面都有重大的意义，开展这方面的研究工作是极为必要的。

１．２本章小结

本章提出了目前普遍公认的“软件无线电”的概念，并对其起源做了详细的叙述，表明了当今软件无线电的发展现状及发展趋势。

并且对美国及欧洲等发达国家的软件

无线电的阶段性开发成果做了阐述，指出了其技术在军用、民用上的重大意义。

３

长春工业大学硕上学位论文

第二章软件无线电短波电台的设计方案２．１传统无线电结构与软件无线电的对比

从传统的模拟无线电到数字无线电，再到软件无线电，代表了无线电技术发展的趋势““”。

图２．１给出了这三种系统的结构方框图。

对于传统的模拟无线电系统，其射频部分、上／下变频、滤波及基带处理全部采用模拟方式，某个频段、某种调制方式的通信系统对应专门的硬件结构。

数字无线电则是在尽可能靠近射频的地方对整个系统进行Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ变换，以Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ为分界线，系统采用数字电路，如数字频率合成器、数字下变频器、数字滤波器、数字调制解调器等。

但是，系统是采用专用的数字电路，只能实现单一的通信功能。

软件无线电是在数字无线电的基础上，用可编程的数字处理器件（如ＤＳＰ）代替专用的数字电路。

因此，软件无线电系统的硬件结构与功能相对独立，这样就可以基于相对通用的硬件平台，通过软件实现不同的通信功能，并可对工作频率、系统频带、调制方式等进行编程控制，系统的灵活性大大增加。

在无线电技术的发展过程中，由模拟无线电到数字无线电的转变具有重要的意义，数字无线电技术不同于模拟无线电，它所实现的功能由算法来实现，数字调制解调算法的优劣直接影响系统的性能和实时性。

软件无线电系统具有很多优势，它不仅适用于军事通信领域，在民用移动通信领域更有广阔的应用Ｉｊ｛『景，实现软件无线电技术的关键技术包括高速Ａ／Ｄ及高速的可编程数字处理器等，目前的软件无线电系统多采用专用处理芯片与ＤＳＰ相结合的方法平衡处理速度与灵活性的矛盾“…。

（ａ）模拟无线电系统结构

（ｂ）数字无线电系统结构

４

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（ｃ）软件无线电系统结构图２．１软件无线电与其他无线电系统对比框图

２．２软件无线电的关键技术

软件无线电的研究还处于起步阶段，许多技术问题需要解决。

其中的关键技术有：

【ｌ叼一ｌｉｅ］

１、开放式总线结构及实现：

软件无线电的一个重要特点是其开放性，这主要体现在软件无线电所采用的丌放式标准化总线结构上，只有采用先进的标准化总线，软件无线电才能发挥适应性广，升级换代方便等特点。

在软件无线电的研制丌发过程中，必须逐步形成标准化的硬件平台，而标准化的总线则是构筑上述平台的奠基石。

现有的软件无线电研究和实验系统中一般采用双总线结构，即：

标准总线和自定义的（或ＤＳＰ开发商提供的）高速数据总线。

标准总线结构，如ＶＭＥ总线，ＰＣＩ总线等，ＤＳＰ丌发商提供的高速数据总线如：

Ｐｅｎｔｅｋ公司的ＭＩＸ总线…１。

高速数据总线结构则是软件无线电体系结构的关键，目前还没有形成标准，世界各国都在努力研究，以期得到适合软件无线电高速数据处理的总线结构标准。

２、宽带／多频段天线：

这是软件无线电的信号出入口，只能靠硬件本身来完成，软件无线电对这部分的要求包括：

天线能覆盖所有的工作频段。

关键技术包括：

组合式多频段天线及智能化天线技术；模块化、通用化收发双工技术；多倍频程宽带低噪音放大器方案。

３、Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ部分：

软件无线电对Ａ／Ｏ和Ｄ／Ａ的要求是很高的。

对它们的要求主要包括采样速率和位数。

采样速率主要由信号带宽决定，因为软件无线电系统的接收信号带宽较宽，因此采样速率较高。

而现有的Ａ／Ｄ还不能同时满足速度与采样位数的要求，除了进一步提高器件性能外，还需研究多个Ａ／Ｄ并联使用的方法。

４、数字下变频部分：

数字下变频（Ｄｉｇｉｔａｌ

Ｄｏｗｎ

Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）ＤＤＣ是Ａ／Ｄ变换后首先要完成的处理工作，

包括数字下变频、滤波和二次采样，是系统中数字处理运算量最大的部分，也是最难完成的部分。

一般认为，要进行较好的滤波等处理，需要对每个采样点进行１００次操

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作。

对于一个软件无线电系统来说，若系统带宽为ｌＯＭｌｔｚ，则采样率要大于２５ＭＨｚ。

这样就需要２５００ＭＩＰＳ（Ｍｉｌｌｉｏｎ

ＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓＰｅｒ

Ｓｅｃｏｎｄ）百万条指令的运算能力，

这是现有的任何单个ＤＳＰ很难胜任的，因此一般都将ＤＤＣ这部分工作交给专用的可编程芯片完成””。

这样既能保留软件无线电的优点，又有较高的可靠性。

能方便地通过改变控制参数来改变信道的中心频率、带宽和二次采样率，完成从一个宽带信号中滤出所需的带宽和频率点的多个信号的功能。

５、高速信号处理部分：

关键技术包括高速数字信号处理器的研制，应用于高速数字信号处理器的实时操作系统的研制，多处理器并行算法的研究ｏ”。

这部分工作通常用高速数字信号处理器ＤＳＰ完成，这是软件无线电的一个核心部件，但也是一个主要瓶颈。

６、信令处理部分：

在现在的移动通信系统中，信令部分已经是用软件完成，软件无线电的任务是将通信协议及软件标准化、通用化和模块化。

无线接叁是无线通信的重要内容，其协议的主体部分是公共空间接口，目前己形成许多不同的标准。

因此，当用软件无线电实现多模块互联时，实现通用信令处理是很必要的。

这就需要把现有的各种无线信令按软件无线电的要求划分成几个标准的层次，开发出标准的信令模块，研究通用信令框

架‘”一“。

２．３

软件无线电设计方案的选择

随着数字信号处理器技术的发展，无线电台设计经历了从模拟到数字的演变过程，并因ＡＤＣ器件水平的提高，数字化程度越来越高。

如何将模拟信号变换为数字信号变成了实现超越以往无线电台系统的关键之一。

根掘ＡＤＣ在电台系统结构中所处的位置。

目自ｄ电台设计方案主要有以下三种方案…：

１、应用ＡＤＣ直接在射频端进行模拟数字变换的方案。

该方案是理想的无线电台的设计方案，具有很大的灵活性，但存在如下的问题：

（１）严重影响电台的选择性和灵敏度，容易造成ＡＤＣ超载或丢失弱信号，加上为降低量化噪声，要求ＡＤＣ有很大的动态范围，然而目前条件下，难度很大；（２）采样频率疋高，采样孔径抖动引起的信噪比恶化相对严重；（３）Ａ