软件无线电全球发展动态及技术挑战

样的AD芯片尚无法实现，即使能生产其功耗、价格也无法解决，因此从信号分析的角度研究采样方法是可取的。

从采样频率出发，人们把采样分为过采样、奈奎思特采样和欠采样，由于软件无线手机接收的信号相对其覆盖频率而言是窄带的，因此，欠采样应是软件无线电手机最有前途的研究方向。

DSP数字信号处理技术是软件无线电手机的基础。从"易通话"第二期工程的设计看，未来的软件无线电台将越来越依赖数字信号处理技术的发展，但目前尽管低功耗DSP、超强功能DSP发展迅速，但DSP在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电手机发展的关键。

DSP的另一研究内容就是软件，软件是软件无线电手机的核心。在目前DSP不能满足软件无线电手机设计要求的情况下，开发DSP的数字信号处理软件应是软件无线电手机的主攻方向。这其中包括各种FFT算法，调制解调、信源编码、信号编码等各种通信软件，也包括方式控制、信号控制和数据交换软件。

(3).时钟的产生与分配

    时钟的产生和分配会消耗大部分手机电源，特别是多模式SWR手机必须对所支持的每一标准产生几个不同的时钟速率，每一标准的参考晶振增加元器件数量、复杂性和由此产生的成本。手机总的损耗功率约与时钟速率的平方成正比，而第二代手机W-CDMA、GSM的主时钟速率较高，这种高速主时钟的不实用性表明第二代手机的局限性。因此需要采用低功耗SWR手机时钟的新技术以便在多标准手机的软件中产生纯频谱的信号。对3G时钟的选择非常重要，它既可将多模式手机的成本减少到大量市场可接受的水平，或将3G降到小的高端市场的位置。

(4).接收机结构

    接收机的复杂性一般是发射机复杂性的四倍或更多倍，因此接收机结构是影响手机成本的首要因素。直接变换接收机可将本振参考信号与RF信号混频后，直接产生基带信号，并可抑制超外差接收机的杂波信号。理想的SWR接收机使用宽带ADC接入IF，信道选择和转换到基带信号由可编程滤波器ASIC或FPGA码实现。但目前这种DSP和ADC非常耗电。所以松下公司已将其SWR手机发展计划制定为从现阶段的基带DSP开始的三个阶段。因此近期软件无线电手机的接收机还将采用软件包括IF处理的超外差式。但由于直接变换可实现便携低成本手机的收发信机，且可兼容多种标准，所以最近几年直接变换原理又开始受到重视。

(5).手机生产

    批量生产手机的成本几乎与零件成本成正比。最近的微电子机械系统（MEMS）技术使用三维微切削加工将元器件集成到半导体基片上，MEMS器件包括400个微RF开关，这些开关的体积是传统的PIN二极管RF开关的1/1000，平均功率不到传统RF开关的1/100。悬臂梁滤波器的质量因子（Q）已高达80000。另外，镍MEMS器件不需熔化可被装配到现有CMOS芯片上。设置MEMS器件调谐频率的机械结构本身可变，通过微驱动器设置到指定的数值。除了产品元件的微调参数，这种微驱动器还具有满足未来SDR可编程特性的足够的动态范围和机械寿命。

3．基站的挑战

    灵活综合无线电系统和技术（FIRST）和ACTS计划的FRAMES项目已对使用原型SWR的下一代空中接口进行调研。ADC性能的缺陷是基站SWR的经济制约。基站应用所需的并行数字信道的数量取决于已知带宽上ADC的有效动态范围（分辩率精确度）。基站的成本与RF-ADC信道的数量成正比。因此ADC技术将是具有真正全球化能力的SWR基站的主要技术挑战。

    软件无线电基站的开发动力可能会促使第三代系统的出现。但运营公司已在第一代和第二代无线系统中投入大量的投资，因此，至少从目前来说，运营公司在不久的将来不愿意考虑部署软件无线电网络。预计，全世界的移动通信制造商都把软件无线电看作是很久以后才能实现的机遇，它们将把重点放在市场活力大的变种软件无线电上。这种实用的态度导致数字式可编程无线电的研制，这种无线电实现了第二代系统向第三代系统的跨越。

    软件无线电正处于艰难的诞生阶段。它的萌芽包括军用的低RF频段、控制可编程滤波器ASIC和基带DSP。然而它的近期经济性取决于3G的发展。一些技术挑战是由于无法实现跨越世界各地区的空中接口规范化而产生的；另一些技术挑战是由于电源损耗、时钟速率、动态范围和线性技术的局限性产生的。随着时间的推移，这两方面都会产生先进的ADC、DSP、ASIC、FPGA和软件技术。成功的关键是通过开放标准控制软件无线电的发展进程。

三、我国发展软件无线电的策略建议

    由于受到基础产业和元