DSP可分為通用和專用兩大類。通用的DSP產(chǎn)品指令集較復(fù)雜,功能較全面,TI、AD、Motorola、Lucent等公司均有系列的通用DSP產(chǎn)品。在速度上,通用DSP已能達到GIPS(每秒109次)量級,如TI的TMS20C6xx系列。而專用DSP為某特定算法而設(shè)計,指令集較為簡單,速度也較快。目前應(yīng)用得較多的產(chǎn)品有Intersil公司(原Harris的半導(dǎo)體部門)的HSP50214/215、HSP50016,Graychip公司的GC1012、GC4014,以及AD公司的AD6620/22/24等。

一般認(rèn)為要進行較好的濾波處理,需要每采樣點100次操作,對于一個系統(tǒng)帶寬為10MHz的系統(tǒng),采樣率需大于25MHz,這就需要2500MIPS的運算能力,使用目前的通用DSP芯片還無法完成這一任務(wù),即使用并行處理算法,也需要多個高性能的通用DSP。因此,改用專用DSP處理芯片(也稱數(shù)字下變頻器)來完成A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)處理工作是目前比較可取的方法。數(shù)字下變頻器(DDC)的基本功能是從輸入的寬帶數(shù)字信號中提取所需的窄帶信號,并將其下變頻為數(shù)字基帶信號。

第五、算法及軟件實現(xiàn)

軟件無線電的本質(zhì)是用軟件定義無線通信。首先從天線部分來看:智能天線的理論基礎(chǔ)是信號統(tǒng)計檢測與估計理論、信號處理及最優(yōu)控制理論。在實際中,使性能量度達到最優(yōu)(即獲得最佳權(quán)矢量)并跟蹤信號環(huán)境變化的方法是采用自適應(yīng)信號處理算法。常用的算法有LMS(Least Mean Square)、RLS(Recursive Least Squares)和DMI(Direct Matrix Inversion)等。

再有,軟件無線電臺是一種波形可編程、多頻段、多模式的無線電臺,因此必須要使用可編程軟件,使波形、頻段以及工作模式可以進行識別與選擇。美國高級研究計劃局(ARPA)最早開始了軟件無線電臺的Speakeasy計劃研究。Speakeasy計劃第一階段已實現(xiàn)了在短波段(HF)兼容各種基本信號波形,包括模擬式話音通信、跳頻的數(shù)據(jù)與話音通信、多速率數(shù)據(jù)通信等體制。Speakeasy計劃第二階段的目的是仿真15種以上基本信號調(diào)制波形。這些調(diào)制波形包括

調(diào)幅:跳頻/非跳頻的雙邊帶(DSB),單邊帶(SSB),幅度鍵控(OOK);

調(diào)頻:FM,最小頻移鍵控(MSK),連續(xù)相位移頻鍵控(CPFSK);

調(diào)相:跳頻/非跳頻的多相移相鍵控(MPSK),差分移相鍵控(DPSK),差分正交移相鍵控(DQPSK);

正交調(diào)幅:非跳頻的4,16,64及256QAM。

第六、總線

軟件無線電的一個重要特點是其開放性,這主要體現(xiàn)在軟件無線電所采用的開放式標(biāo)準(zhǔn)化總線上,只有采用先進的標(biāo)準(zhǔn)化總線,軟件無線電才能發(fā)揮其適應(yīng)性廣,升級換代方便等特點。軟件無線電中的總線結(jié)構(gòu)必須具有以下特點:

（1）支持多處理器系統(tǒng)。由于中頻數(shù)字化的軟件無線電在射頻轉(zhuǎn)換之后就進行A/D變換,加上多波段多模式的特點,因此對數(shù)字信號處理的速度提出了極高的要求?？偩€結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證多個異種CPU的并行處理和協(xié)調(diào)工作,并能有效的共享系統(tǒng)資源。

（2）高速寬帶總線。為了保證高速數(shù)字信號處理數(shù)據(jù)的迅速交換,軟件無線電要求其總線有極高的數(shù)據(jù)傳輸和I/O吞吐能力,傳輸率要求在每秒50MB以上。支持32位到64位獨立的數(shù)據(jù)總線和地址總線。

在這些32位總線中,VME總線技術(shù)最成熟,所得到的支持最廣泛,而且是VXI總線、VME64總線以及Futurebus+總線的基礎(chǔ)。它的特點是:高性能、并行性、實時性和可靠性。VME總線在高檔RISC工作站中已成為一種總線標(biāo)準(zhǔn),如SUN、DEC、HP、SGI等公司的一些工作站產(chǎn)品都選用VME作為標(biāo)準(zhǔn)總線。在值入式實時應(yīng)用中,更能充分發(fā)揮VME總線的全部優(yōu)點,很多公司生產(chǎn)的高速DSP并行處理板都是建立在VME總線上的。

就目前的總體技術(shù)水平而言,VME總線是軟件無線電的首選總線,美軍Speakeasy軟件無線電臺就采用了VME總線。

結(jié)束語

以上討論了設(shè)計軟件無線電所要考慮的六個主要環(huán)節(jié)。那么,不管這六個環(huán)節(jié)跨越了模擬、射頻、數(shù)字硬件還是軟件設(shè)計等各不相同的學(xué)科領(lǐng)域,必須要明確一點的是:軟件無線電需要的是一種Multi-disciplinary的設(shè)計方法。

參考文獻

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