无线电数字信号处理与软件无线电技术综述

，使用宽带模数转换，能够尽早完成信号数字化，这是软件无线电的基本处理思想。无线电系统包括射频、中频、和基带3个部分软件无线电是理想状态或是永远不存在的假设，但是可通过软件无限关键技术，实现其部分功能，这是软件无线电关键技术意义所在。

2 软件无线电的关键技术

2．1 宽带智能天线技术

作为软件无线电硬件出入口，对于理想的无线电系统，天线应该覆盖要求的所有无线通信波段。目前技术无法达到相应要求，但人们可采用组合式多频段天线，来尽量弥补缺陷，因此使用宽带智能天线被看作能够实现多频段天线系统的最佳方案。随着科技发展，很快RF微型机电系统，是一种高度小型化的器件，这种器件的研究成功，可使宽带实现可重构天线的设计方案成为可能。通过软件无线电以及智能天线相互渗透、相互促进的作用，可在将来无线通信中得到广泛应用，也会使得这种技术得到推广，将在其他无线电技术领域达到科技创新的最终目的。

2．2 高速数字信号处理部分

此部分包括基带处理、调制解调以及数字上下变频等方面。其中分为解扩和解跳在内两部分，这部分功能在于可实现对单片可编程器件要求更高，使得各器件能够更好地结合在一起，以至于完成更多功能若存单片可编程器件无法满足处理能力时，可用多个芯片并行处理的方式，提高运算能力来解决此问题，需要注意的是，数字下变频中难点是数字下变频和滤波以及二次采样，还有分离所需要的信号等问题。

2．3 高速A／D和D／A转换

软件无线电结构具有的基本特征，是对模数及数模转换器的要求很高，其中重要的是采样速率以及采样精度。所以对于A／D和D／A转换器而言，安装位置至关重要，近射频端。此特性也直接反映软件的软化程度。如果AD／变换器的动态范围在100～120 dB之间，同时最大输入信号频率在1～5GHz之间，就会符合理想的软件无线电标准。然而采样速率是由信号带宽决定的，所以采样速率一般要求在信号带宽的2．5倍以上。此外通过采收多个A／D并联使用的方法，达到进一步提高器件性能的目的。

2．4 高速DSP以及FPGA技术

DSP又称为数字信号处理器，是发展软件无线电的关键技术，无线电台的实现，需要快速数据处理，以及强大的精度支持，在当前无线电技术，运用的主要方案，有数字信号处理技术DSP以及专用集成芯片，还有现场可编程的门阵列FPGA，或者几种技术的结合产物。对于软件无线电而言，其核心部分是高速DSP芯片。随着微电子技术的不断发展，对于数字信号处理器件速度以及性能均有提高、对于DSP而言，通过一种精简指令的技术结构，对数字信号进行处理，此结构具有尺寸小、功耗低以及性能高的优点。因此，很多DSP厂商都进行改进处理，制成DS P系统集成电路，这种电路将DSP芯核、MPU芯核以及专用的处理单元，结合外围电路单元以及存储单元，统一进行集成FPGA就是现场可编辑逻辑门阵列，作为一种可重编程器件，能够实现的功能已超过现今的DSP处理器，不仅可实现软件的可编程性，还可加速硬件，同时进行重构。因此，FPGA可以成为真正的"软"硬件，同时融合硬件与软件的优点，能够实现在定制硬件以及灵活软件之间的折衷。近年来，对于FPGA的发展，可以看到，无论是在规模，还是处理速度上，以及功率消耗上，都有明显进步，这为软件无线电发展奠定有力的基础DSP与FPGA的完美结合，被认为是最理想的软件无线电与硬件相结合的成功范例。FPGA可以用于对接口协处理，从而更好地与DSP以及通用处理器，进行有效连接，不仅降低系统成本同时提高系统性能。并且可以自由选择基带处理算法的位置，因而提高了SDR的算法灵活性。

但当前由于受到硬件器件的限制，要实现软件无线电技术的数字化，主要是针对中频段进行处理，随着技术不断发展，软件无线电定会实现。

3 结束语

对于通信系统中无线电数字处理技术以及无线电关键技术，主要目的是可以在实际中起到作用，满足需求，因此随着信息技术以及计算机技术的发展，必将会导致新技术的变革与创新，所有技术瓶颈不再是问题，这些数字处理技术以及关键技术，也将成为无线电技术中具有基础性技术。