浅谈短波软件无线电技术

图4  虚拟无线电结构图

　　3  短波无线电的关键技术
　　（1）宽带/多频段天线技术
　　根据短波软件无线电的结构，天线要能覆盖1.5MHz～30MHz频率范围；能用程序控制的方法对功能及参数进行设置。而实现这些功能的技术包括：组合式多频段天线及智能化天线技术；模块化收发双工技术；多倍频程宽带低噪声放大器方案等。
　　（2）宽频A/D转换
　　在软件无线电通信系统中，要达到尽可能多的以数字形式处理的无线信号，必须把A／D转换尽可能地向天线端推移，这样就对A/D转换器的性能提出了更高的要求。为保证抽样后的信号保持原信号的信息，A/D转换要满足Nyquist抽样准则，而在实际应用中，为保证系统更好的性能，通常抽样率为带宽的2.5倍。由于短波通信的频率变化范围较大，对采样频率、位数及动态范围也提出了较高的要求，对此可采用并行A/D转换技术（如图5所示）。高速采样保持电路的时间精度可达纳秒级，通过串/并转换将量化速度降低，提高采样分辨率，这样用多个高速采样保持和A/D可完成超高速转换。
　　（3）DSP处理部分
　　可编程DSP模块主要由DSP、FPGA(现场可编程门阵列)、FIR专用芯片组、存储器、I/O接口组成。按照不同的数据处理流程可将DSP模块的功能分为：与终端的数据交换、自适应调制解调、信道环境分析和管理、SSB调制解调、频率变换等。DSP是软件无线电的核心部件，但单个DSP的处理速度也是现阶段一个主要的瓶颈。当单个DSP处理能力不足时，可采用多个DSP芯片的并行来提高运算能力，如Quad－40CMCM处理器包括4片TMS320C40处理器、5MB内存，已用于多频段多模式军用电台。
　　（4）开放式模块结构
　　软件无线电的一个重要特点就是其优良的开放性，这主要体现在软件无线电所采用的开放式标准化总线结构，只有采用先进的标准化总线，软件无线电才能发挥其适应性广、升级换代方便等特点。现有软件无线电研究和试验系统中一般采用双总线结构，即：控制总线和高速数据总线。控制总线结构，如VME总线、PCI总线等，应尽可能采用现有的工业标准，以便于利用已有的软件和硬件平台，加快开发速率。VME总线是一种支持多机并行处理的高性能总线，市场占有率也很高，故可将VME总线作为软件无线电的首选总线。
　　（5）软件协议和标准
　　软件无线电的评价标准中，软件的可用性是其中很重要的一条。目前正研究在软件无线点中如何实现软件的Plug&Play，提出了基于JAVA/CORBA的软件无线电协议和标准。其中CORBA(CommonObjectRequestBroker Architecture,公共对象请求代理体系结构)是由面向对象管理集团（OMG）制订的标准。
　　4  结束语
　　软件无线电是当今计算机技术、超大规模集成电路和数字信号处理技术在无线电通信应用的产物，它与短波通信的结合，克服了短波通信固有的缺点，提高了数字通信的可靠性，增强了自动化和新业务的能力，从而形成了现代短波通信的新技术和新体制。

作 者：郑柳刚 王英翔