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4 ． 4 高速并行 DSP 数字信号处理 (DSP) 芯片是软件无线电所必须的最基本的器件 。软件对数字信号的处理是在芯片上进行的。中频以下主要包括三 部分：基带处理、比特流处理和信源编码。 基带处理 主要是完成各种波形的调制解调，扩频解扩以及信 道的自适应均衡和各种同步的数字处理，每路需要几十到几百个 MIPS 的处理能力。 比特流处理 主要完成信道编解码 ( 软判决译码 ) 、复用或分解 或交换、信令、控制、操作和管理以及加密解密等功能，每路需要 几十个 MIPS 的处理能力。 信源编码 要完成话音、图像等的编码算法、每信道需要十几 个 MIPS 的处理能力。要完成如此巨大的信号处理运算，必须采用 高速多个 DSP 并行处理结构才有可能实现。 用于软件无线电的 DSP 必须满足下列要求： 运算速度快。 软件无线电台要求在射频或中频对数字信号进行 处理，需要很大的运算量， DSP 必须具有高速指令执行速度，而且 具备功能强大的指令系统，支持单周期内完成常用的浮点运算和逻 辑运算能力。 高精度的数据处理。 由于数字信号处理中所固有的量化效应 和有限长寄存器效应影响，在实际处理过程中会产生误差，并随运 算的增加逐步积累，这就要求数据一定具备足够的精度，并且处理 器支持高精度运算，才尽可能减小这些误差， DSP 至少要支持 32 位 浮点运算能力。 高速数据交换能力。 软件无线电台工作时，各处理模块之间 要进行大量的数据交换、 DSP 芯片总线必须能够提供足够的数据传 输和Ｉ / Ｏ吞吐能力，才能保证对信号进行实时处理。 4 ． 5 高性能的互联结构 软件无线电的硬件平台结构，也就是不同的功能单元如何互联起 来，组成一个开放的、可扩展的硬件平台，同时要求具有较高的数 据吞吐率。 传统的流水线结构的硬件平台不具有开放性，不能满足软件无 线电的要求。目前国内外有很多人在研究基于总线的互联结构。采 用总线式结构的好处是实现起来比较简单，目前有很多的总线工业 标准可供采用，如 VME 总线、 PCI 总线、 Multibus 、 Futurebus 等； 另外，还有很多采用上述总线的现成通用功能模块可供使用。但总 线的时分机制使其吞吐率很低，而不适合对实时性要求很高的通信 系统。 功能单元（ 控制） A/D D/A 功能单元 （监控） 功能单元 （ DUC ） DSPs 功能单元 （基带） 功能单元 （ DDC ） 适 配 适 配 适 配 适 配 适 配 适 配 适 配 图 5 基于交换网络的软件无线电硬件平台 4 ． 6 软件无线电的算法 软件的研发是软件无线电技术的核心。 软件无线电中的算法特点： ①对信号处理的实时性； ②软件无线电算法应具高度自由化 ( 便于升级 ) ，开放性 ( 模块化 ，标准化 ) ； ③目前主要算法为数值法，但并不排斥其它算法，或者多种算法 的结合。 4 ． 7 信令处理 软件无线电用于实现多模互联时，需实现通用信令处理，因此 有必要把现有的各种无线信令按软件无线电的要求划分成几个标准 的层次，开发出标准的信令模块，研究通用信令框架 。 软件无线电技术 西北工业大学电子信息学院 一、 软件无线电的概况 软件无线电技术是最近几年提出的一种实现无线通信的新体系 结构。 它主要是针对目前无线通信领域存在的一些问题，如：多种通 信体系并存，各种标准竞争激烈，频率资源紧张等等。 特别是无线个人通信系统的发展，使得新的系统层出不穷，产 品生产周期越来越短，原有的以硬件为主的无线通信体制难以适应 这种局面，软件无线电则应运而生。 1 ． 1 软件无线电的起源 软件无线电的概念最初是在 1992 年的全美电信系统会议上由 Joe Mitola 提出的。其基本思想是构造一个通用的开放型可编程 硬件平台，通过加载相应的软件模块来实现相应的无线电台功能 。在通用平台上，只要更改有关软件，就可以方便的完成对电台 功能的修改及扩展，而不必重新设计构造硬件电路系统。这样的 无线电台很容易实现与现有或未来的多种电台的兼容，最大限度 的满足互通互连的要求，同时可节省大量电台更新时的开发时间 和研发经费。 软件无线电的需求最早来源于军方，其研究和开发最初也是 在军用无线电台中，然而随着其概念的不断完善，软件无线电在 过去的十年中从军方的研究逐渐被民间商用移动通信领域所重视 。 1 ． 2 软件无线电的概念 由于技术的变化和应用的扩展，有关软件无线电的概念、 结构、实现、用途等都在发展之中，目前还很难给出一个严格 而全面的定义。 软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以总线方 式连接构成基本平台，并通过软件加载实现各种无线通信功能 的一种开放式体系结构。 软件无线电的关键思想： · 将 A/D/A 尽可能靠近天线 · 用软件来完成尽可能多的无