第三代移动通信中的软件无线电技术研究（最新）

其中软件无线电是的核心技术之。

在中软件无线电将实现如下功能提供个开放的模块化的系统结构智能天线的实现同步检测建立和保持差分正交移相键控解调器中的载波恢复频率校准和跟踪每码道功率的检测和发射功率控制的实现接收通道的电平检测和接收增益控制扩频调制与解调，包括沃尔什码和伪随机码的产生语音编译码双音多频及各种信号的产生和检测信道编码复接和分接发射脉冲成形滤波交换信令的差错检测接收信令的差错检测发射通道的数字预失真基站收发信机的校准。

可以看出软件无线电技术在系统中的应用是非常广泛的，而且只有软件无线电技术才能解决多频多模及网络互通问题。

正因如此，软件无线电和的融合是必然的。

特别是近几年来软件无线电的发展呈现出新的趋势，主要体现在体系结构层次化软件模块化结构数学分析化计算机化网络化信息安全化等方面。

可以相信软件无线电技术将随着技术的发展日臻完善，其对通信系统的推动作用不可估量。

软件无线电技术在的应用由于系统的模式和低码片速率的特点使得数字信号处理量大大降低，适合采用软件无线电技术在通用芯片上用软件实现专用芯片的功能。

采用软件无线电技术降低了系统设备的成本，提高了系统的灵活性，适应多业务环境且与第二代通信系统兼容便于平滑升级。

软件无线电与不对称数据业务的实现通信系统可以根据上下行业务量来自适应调整上下行时隙个数。

实现对不对称数据业务的支持，这对于型的数据业务比例越来越大的今天尤其重要。

将的子帧分解为个主时隙和个特殊时隙下行导引时隙上行导引时隙和保护时隙。

和分别用作下行和上行链路，其他时隙可以根据转换点的灵活配置来确定时隙类型。

系统的帧结构如图所示。

帧子帧子帧帧转换点时隙转换点无线帧子帧图系统的帧结构软件无线电的应用可以使系统根据移动终端用户的不同业务需求灵活分配时隙，同时软件算法可以高效可靠地保证时隙分配的准确性。

使得的不对称数据业务移动接入多媒体域业务流媒体业务等获得更高的利用率。

基于软件无线电的智能天线技术在中的应用标准采用智能天线新技术以及波束形成算法，通过对个复加权矢量天线的输出信号进行加权处理，得到个不同指向的窄波束，从而实现空间分离，提高输出信噪比，有效地提高系统的抗干扰能力，改善通信质量。

图描述了个具有智能天线工作于方式基站的示意图。

图智能天线示意图智能天线中多波束的形成可以采用模拟方法实现也可采用数字方法实现。

随着微电子技术和高速数字信号处理技术的迅速发展，多波束形成的数字方法实现已成为主流。

数字方法实现不仅具有组成结构简单，成本相对较低，可靠性高等优点，而且具有更高的灵活性和功能扩展性。

因此，通信系统中智能天线的应用由软件无线电平台中的数字信号处理部分来完成，使用片或多片高速，采用波束形成算法，完成最终的数字波束形成。

同时，智能天线的算法也在不断的发展和优化，软件无线电的特点可以在不增加系统成本的情况下，保证算法的灵活和不断升级。

终端基带模块中软件无线电的实现移动终端的基本结构小区制小区制是将整个通信服务区划分为若干个小区，每个小区的半径为，每个小区设置个基站负责与小区内移动用户的通信。

小区基站与移动交换中心相连，通过移动交换中心来控制多个基站协调工作，满足服务区内每个移动用户的通信要求。

基本结构在第三代移动通信系统中，移动终端的发展方向就是要发展种建立在软件无线电技术基础上的双模或多模终端，使其能够满足在不同网络中使用的需要。

而软件无线电中的基带数字信号处理部分恰恰能实现这目标，其核心是采用个的发送滤波器完成脉冲成形滤波，并经过变换，最后将信号送入射频前端，上变频变换后由天线发射出去。

在下行算法中，经过变换的数据被送入通过软件接收滤波器后，进行联合检测。

在联合检测过程中，把所有码道的信号都当作有用信号，对同时隙中的多码道信号进行联合处理。

经过联合检测解调的数据在中还要完成去交织，速率适配反变换，再经过译码，数据与信令的分离，就得到了原始发送信息。

其算法流程如图所示。

算法中应注意的问题结构中上下行算法处理的时间限制分别取决于扩频算法和联合检测算法，这两种算法的处理过程和数据传输的时间必须在系统的个时隙时间内完成，即。

这样当下个时隙的数据送来处理时，上个时隙数据己经处理完毕，二者就不会发生冲突。

在多处理器并行处理的软件实现方案中为了提高处理速度可用定点数取代浮点数，但可能会导致运算精度降低，那么可以在精度要求高的运算中采用位的中间量。

接受滤波联合检测和共同实现解调去交织速率适配反变换信道解码数据与信令分离下行算法流程发送滤波上行算法流程扩频加扰调制交织速率适配信道编码信令加入数据小区初搜上下行同步图基于的基带模块的软件结构结论软件无线电是门跨学科的研究领域，它涉及电子技术通信原理网络技术软件技术信息科学和数字信号处理理论等学科它有极大的灵活性，对通信网络整个电子领域都有极大的适应性。

我国提交的方案要想得到推广，应该在软件无线电技术的应用上更加广泛和灵活，在智能天线技术芯片处理速度软件编程能力及信源信道联合编码技术方面要有很大的发展和突破，才能赢得用户的认可。

软件无线电技术在通信系统中的应用，可以克服微电子技术的不足。

通过软件方式，灵活完成硬件专用的功能。

通过加载不同的软件，实现不同的业务功能，支持采用不同空中接口的多模手机和基站，还可以通过对软件的升级来实现系统功能的增加。

总之，软件无线电的发展将加快第三代移动通信系统标准的实际应用。

致谢在论文完成之际，衷心感谢我的导师杨磊老师对我的指导和教诲。

他广博的学识深厚的学术素养严谨的治学精神和丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢，在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还得到工作中许多同事的支持和帮助，在此并致以诚挚的谢意，还要感谢我的家人，他们为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢，参考文献李世鹤第三代移动通信系统标准北京人民邮电出版社，潘涛，等第三代移动通信系统的核心技术通信技术，钮心忻，杨义先软件无线电技术与应用北京邮电大学出版社，陈祝明软件无线电技术基础高等教育出版社，赖玉强，王甲琛软件无线电的体系结构及其关键技术武警工程学院学报，杨小牛，楼才义，徐建良软件无线电原理与应用北京电子工业出版社，吴启晖，莫永成第三代移动通信系统中的软件无线电技术移动通信，朱东照，罗建迪，等无线网络规划设计与优化北京人民邮电出版社，论文完成日期年月日通用的硬件平台并通过软件的方式来实现各种功能。

由于微电子技术的限制，芯片的处理能力尚无法完成中频部分的处理，但在通过下变频之后，可由完成整个基带部分的处理。

移动通信的终端如图所示。

交换机收发信机控制音频硬件逻辑测试调试数据模拟基带数字基带图移动终端的典型结构图中部分完成无线信号的收发功能，模拟基带部分完成和的变换及控制接口等，数字基带部分则完成移动通信系统的通信协议的软件运行，实现其各种功能。

数字基带部分的基本体系结构是以多个可编程处理器为基础的。

基带资源必须同时支持实时通信与用户交互式多媒体应用。

因此，为了处理大量的数据，系统对芯片的消耗将大为增加，达到以上。

通信时，根据处理器的负荷与环境的需求不同，可采用多个芯片。

此时，将不再是个固定的嵌入式处理器，它将开始呈现出许多类似于通用处理器的特征。

它要求具备诸如超高速指令缓冲存储器和内存管理单元等功能，而且，为了实现动态任务管理，它还需要个实时操作系统。

在增加了大量的处理资源后，为了降低系统的功耗，必须设计合理的终端体系结构。

首先，要使处理资源和算法相适应，在需要混合使用通用型和资源的时候，应该让完成信号处理任务，并用完成控制任务其次，可以将芯片与附加的可编程的协处理器起使用，既提高系统效率，而又不失灵活性。

以为核心的软件无线电的硬件平台作为移动通信终端的主要特点硬件耗费低。

由于多个信道的基站可以建立在相同基本设置的硬件上，这样就简化了设计过程，降低了生产和维护费用。

软硬件升级简单。

当协议变动或是加入个新功能时，只需要对新的软件进行下载，降低了维护和更新费用。

硬件的升级也比较简单，只需要将具备新功能的插板插入底板中而不需要改变现有设备。

通用性强。

以为核心的软件无线电结构支持所有主要协议。

该硬件平台为所有的通信协议提供了统的平台，而不必为个特殊协议设计专门的平台。

基带模块的硬件方案芯片具有很高的性能，其理论定点运算能力为，是功耗最低的之，功耗低于。

因此，可以采用多块芯片并行处理的办法来实现的基带模块。

基于的软件无线电功能模块，如图所示。

功能模块的的硬件结构主要由片，片和接口适配电路主控制器等构成。

完成物理层的基带处理，片分别并行处理上行下行基带信号利用片实现小区初搜下行同步，片与下行共同实现联合检测算法完成高层信令处理及人机接口数据打包拆包处理等。

每片通过和串口与主控相连，其中通过来控制的上电自举，串口用于正常工作时在与之间传送话音数据和信令，以中断的方式通过口向数据缓冲区中写入或者读取数据，射频前端的路数据通过和器件与接口适配器相连，数据缓冲区与接口适配器通过数据总线互相通信。

另外，在硬件结构中采用了基于全局存储器的多处理器并行处理技术，它可以加快数据处理的速度，统的地址空间和专用的控制操作简化了存储器的访问和处理过程。

接口适配数据缓冲上行下行图基带模块的软件无线电硬件结构基带模块的算法流程移动终端定位并建立同步先来描述基带信号的处理过程，刚开机时，终端并不知道自己所在小区所使用的频点，时隙主要用于终端快速地进行小区初搜和同步，其结构如图所示。

图时隙结构系统中共有个不同的码，用