基于软件无线电技术的4G通信研究

运营探讨

摘要：介绍了软件无线电技术的组成结构及其典型的平台设计方案．结合新一代的４Ｇ通信理念．强调了软件无线电技术在未来信息通信中的重要性及面临的挑战。

１．１软件无线电的关键技术

软件无线电系统结构如图一所示阁

关键词：４Ｇ；软件无线电；ＤＳＰ

中图分类号：ＴＮ９２９．５

文献标识码：Ｂ

图ｌ软件无线电系统结构图

文章编号：１６７３—１１３１（２００８）０３－０５７—０３

其关键技术主要有：

前言

２０世纪末出现的因特网．标志着人类社会进入到一个

（Ｉ）多频段宽带天线

天线部分应能够覆盖全部无线电的通信频段（ｏ．３ＭＨｚ一３ＧＨｚ）．要求每个频段的特性均匀，以满足各种业务的需

崭新的信息化时代．在这个新的科技时代人们对信息的需

求急剧增加．信息量象原子裂变一样呈爆炸式增长，传统的通信技术已经很难满足不断增长的信道容量的要求。４Ｇ通信将提供以太网的接入速度（如１０Ｍｂ／ｓ）．把３Ｇ通信和ＷｉＭａｘ技术结合在一起．充分提供集成无线局域网和广域网的服务川。软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域，由于其优良的特点，很快渗透到整个无线移动通信领域．特

求。主要包括组合式多频段天线及智能化天线技术。

（２）射频部分

射频部分要求工作频率高、带宽宽，皮与Ａ／Ｄ或Ｄ／Ａ转换器匹配，在发射时主要完成上变频．滤波．功率放大等任务；接收时实现滤波．放大，下变频等功能，采用高频模拟器件实现，并用软件对其功能和参数进行设置。主要有模块化．通用化收发双工技术．多倍频程宽带低噪声放大器技术。

（３）Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ部分

别是在即将走向商用前夕的第四代移动通信领域的应用。

作为４Ｇ通信的关键技术，软件无线电技术再一次证明了它在通信领域中的的优越的灵活性．智能性．兼容性。

在软件无线电的中心思想中．宽带高速Ａ／Ｄ转换器必

一．软件无线电技术

软件无线电（ＳＤＲ）是２０世纪９０年代初提出的通信新概

须尽可能地靠近射频天线．最大限度地进行数字化处理．这就要求Ａ／Ｄ．Ｄ／Ａ转换器有较高的采样速率．足够的带宽和较高的采样精度．并要满足奈奎斯特抽样定理。实际应用中一般采用低分辨率的Ａ／Ｄ转换器．当Ａ／Ｄ技术不

念和新技术。其中心思想是构建一个具有开放性，标准化．

模块化的通用数字硬件平台．通过实时的软件控制．实现各种无线电系统的通信功能，并使宽带模数转换器（Ａ／Ｄ）及

能满足要求时．可以采用并行Ａ／Ｄ转换的方法以保证较宽

的动态范围。

（４）数宇信号处理器

数模转换器（Ｄ／Ａ）等先进的模块尽可能地靠近射频天线的

要求。

万方数据

数字信号处理器是软件无线电所必须的基本器件．对数字信号的处理任务全由ＤＳＰ承担。主要包括数字上下变频、中频数字滤波．基带数字滤波．调制／解调、信道均衡、交织／去交织．定时、同步，信源编／解码．数据加／解密；跳频／解跳．扩频／解扩等功能．要完成如此巨大的信号处理运算，必须采用高速ＤＳＰ芯片。从当前芯片的制造水平看．可采用数字信号处理技术ＤＳＰ．专用集成电路ＡＳＩＣ、可编程门阵歹ＵＦＰＧＡ以及这几种技术的结合来提高数据处理能力。

（５）软件技术

软件是软件无线电的“灵魂”，要求对硬件平台具有独立性．以便硬件模块的更换和软件升级，因此软件的开发要采用模块化．结构化设计。软件技术中还包括软件下载问题，给出的要求是快速．易于使用．安全可靠。目前考虑的有静态下载方式．伪静态下载方式．动态下载方式．当然还要考虑软件下载的论证．安全和协议等等。

样的运算速度下完成同样的功能时，ＦＰＧＡ的功率消耗比ＡＳＩＣ要大得多。

（３）采用通用的运算芯片

采用通用ＣＰＵ也是处理大量数据的一种方法。由于市场因素的推动，当今ＣＰＵ技术已经比较成熟。而且具有较快的运算速度，并且由于计算机（ＰＣ或工作站）的操作系统相对成熟．软件编制与调试比较容易，因此使用通用的工作站或ＰＣ来对数据进行处理也是可行的办法由麻省理工学院（ＭＩＴ）进行的ＶｉｒｔｕａｌＲａｄｉｏ系统研究正是基于这种结构进行的。

（４）采用参数可定制的ＡＳＩＣ芯片

实现对速度要求比较高的特定功能时．为了达到要求的运算速度．且消耗较少的功率．可以选择使用ＡＳＩＣ来处理。例如．要实现某个对运算速度要求较高的ＦＩＲ滤波器时，由于选用了参数可定制的ＡＳＩＣ，滤波器的阶数和滤波器系数都可以通过软件编程来输入。这样对于不同的应用场合，只需要进行软件程序上的更新就可以满足新的需求。

２．２典型的软件无线电平台的设计

由于当前技术的限制．ＳＲ技术的实现除少数载波频率较低的应用外．一般无法采用射频直接采样的方法，而是折中为中频、基带或者是射频带通采样等实现方法。随着技术的进步．最终能够实现对射频信号的直接数字化采样，即理想的Ｓ …… 此处隐藏：2174字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……