基于3G时代的DSP技术应用

基站系统中已经采用多处理器的硬件结构。目前先进的可编程DSP大约可提供数百到上千MOPS的运算速度。实时软件无线电系统中基带以下部分完全可由DSP实现。

因此，以DSP为核心的软件无线电系统对3G通信具有极大的适用性。

典型的以DSP为核心的软件无线电多信道的硬件平台作为移动通信终端将体现出以下一些明显的优越性：

1.方便的可量测性：无论是两个信道的基站还是上百个信道的基站都可以建立在相同基本设置的硬件上。这样可以简化设计过程，降低生产费用，减小逻辑复杂度和领域维护的需要。

2.单个信道的低耗费：由于利用了新一代DSP芯片处理多信道的能力，软件无线电结构与将每个DSP芯片专属于每个信道的结构比较，降低了单个信道的硬件耗费。

3.简便的软硬件升级性：当协议变动或是加入一个新特征时，只需要对新的软件进行远程下载。这样同时也降低了维护和更新的费用。硬件的升级也是比较简单，只需要将额外的插板插入底板中而不需要改变现存的设备。这从很大程度上降低了升级费用，减少了装载时间和升级时所伴随的风险。

4.用于任何无线协议的单一结构：以DSP为核心的软件无线电结构支持所有的主要的协议。该硬件平台上为所有的通信协议提供了统一的平台，而不是针对一个特殊协议设计专门的平台。这样从很大的程度上降低了开发时间和逻辑分配的费用。

这种硬件平台在第三代移动通信终端设备中的应用是十分广泛的，包括：蜂窝式/PCS-模拟、TDMA、GSM、CDMA，军事通信，无线本地环，扩频，信号智能化，智能天线，卫星通信等等。

三 2G时代技术的瓶颈限制

其实，DSP技术在2G时代就已经开始应用。蜂窝电话的核心是一个DSP芯片。

所有第二代（2G）数字蜂窝电话都是基于双处理器体系结构的；即包含一个数字信号处理器（DSP）和一个简单指令集计算机（RISC）微控制器（MCU）。其中，DSP用来实现调制解调器和通信协议栈中物理层协议的功能；而MCU则用来支持用户操作界面，并实现通信协议栈中上层协议的各项功能。

在已有的2G手机市场中， TI公司生产的TMS320C54X系列DSP芯片占据了主导地位，65%的蜂窝电话采用了这类芯片。在时分多址（TDMA）模式手机中，DSP芯片负责实现数据流的调制解调，利用编解码实现传输误码纠正并维持通信链路的稳定性，对数据进行加密、解密以保证通信的安全性，对话音数据进行压缩和解压缩。以后的码分多址（CDMA）标准尽管会采用扩频技术并由此产生码片级数据速率，手机功能划分的方案也会发生相应的变化；但是，DSP芯片仍然会是手机的关键部件。

在CDMA模式手机中，DSP芯片负责实现符号级功能，如前向纠错、加密或语音压缩和解压缩。与此同时，DSP芯片还可以负责控制ASIC硬件；其中，后者负责对扩频信号进行调制解调及后处理。在早期的2G手机中，这些功能可以由TMS320C54X系列DSP芯片实现，其时钟工作频率大约为40MHz。在2.5G手机中，语音编码芯片较以前更为复杂，数据速率进一步上升，DSP芯片的时钟工作频率也随之上升到了超过100MHz。

数字技术的一大优点，就是可以支持多种数据通信业务。然而，由于受到带宽的制约，2G移动电话只能为用户提供几种相对简单的数据通信业务。在大多数数字移动通信标准中，最高的数据传输速率仅为9.6至14.4千比特每秒（Kbps）。尽管，如此低速率的数据传输能力已经可以满足最基本的数据应用的要求，如：浏览股票报价等；但是，为了实现包括互联网接入在内的高级业务，就必须提供更高速率的数据传输能力。这就是2G移动通信标准向2.5G和3G移动通信标准转变的根本动力。

四 DSP与3G技术的结合应用平台

1．软件无线电技术

在软件无线电技术中，其核心就是采用一个通用的DSP硬件平台并通过软件的方式来实现第三代移动通信的目标。目前，由于微电子技术的限制，DSP芯片的处理能力尚无法完成中频部分的处理，但是通过DDC下变频之后，则是由DSP完成整个基带部分的处理。

以下针对设计一个高灵敏度，宽边带的移动通信终端设备，将介绍一种典型的以DSP为核心的软件无线电硬件平台，其中该硬件平台具有高级路由选择特点和下一代的DSP芯片，这可以使得设计者为任何大小的基站设计能够支持任何无线通信协议的软件无线电。

（1）网络接口：

这个模块提供外部接口。该外部接口既可以是一个标准接口，例如T1/E1；也可以是用户自定义接口。

（2）处理器模块：

这个模块采用通用的DSP芯片，该芯片经过编程之后几乎能够处理各种类型的信号。这些需要在RF域和网络域的数据(语音)比特中的I和Q之间翻译表示的，处理的类型和数量是由用户自定义的