软件无线电的若干关键性技术

DDC是“DigitalDownConverter”的缩写，即数字下变频技术。数字下变频是A/D变换完成之后排在第一位的需要处理的工作项目。通常而言，数字下变频主要包括数字下变频、二次采样以及滤波等三项内容，是通信系统当中进行数字处理工作量最大的环节，也是工作难度最大的环节。一般情况下，人们均抱有以下观点，即只有对每一个采样点进行一百次以上的操作才能够在比较好的程度上进行滤波等处理。我们假设基于软件无线电的通信系统的频率是10MHz，那么采样率则必须要高于25MHz。则单个DSP（DigitalSignalProcessing，数字信号处理）芯片需要具备至少2500MIPS（MillionInstructionsPerSecond，百万条指令）的运算水平，目前的DSP水平是很难满足这样的运算要求的。目前为了有效解决DSP预算能力的瓶颈问题，通常都将DDC（数字下变频技术）的工作交给专用的可编程芯片去完成。借助此举，软件无线电的可靠性不仅获得了保证，还保留了无线电所特有的优势。目前的DDC芯片通常具有很高的可编程能力，可以比较简单地通过改变控制参数的方式来控制信道的中心频率、二次采样率以及带宽，实现从一个带宽信号中将所需要频点和带宽的信号进行滤出的效果。 一、宽带/多频段天线技术 我们对基于软件无线电的通信系统的天线提出的要求是，能够有效地覆盖所有的无线通信频段。显然，这样的要求还是非常高的。我们以美军为例，它曾经研发出一款几个倍频程的宽带天线，然而由于效率非常之低而最终放弃。对于绝大多数的通信系统而言，其天线只需要覆盖几个频程不同的窗口便可以，而不是一定要覆盖所有的频段；如果想要覆盖所有的频段，则可以采用组合式多频段天线的方法来实现该要求。并且，组合式多频段天线在技术上具有很高的可行性，我们以美国研制的AN-400型的超宽带叶片状天线为例，它可以覆盖960MHz至1220MHz和30MHz至400MHz的频段。 二、高速信号处理技术 高速DSP（DigitalSignalProcessing，数字信号处理）芯片是基于软件无线电通信系统的核心部件之一，其中主要的职责就是完成编码/译码、比特流处理、调制解调以及基带处理等环节的工作内容。但是高速DSP芯片也是制约基于软件无线电通信系统发展的重要因素之一，主要原因就是单个的高速DSP芯片处理能力不能够有效地完成单路数字话音调制解调和编码/译码的工作量。因此，为了应对以上问题，通常需要采用多个DSP芯片并行处理的方式来获得运算能力的提升。