IC, FPGA
1.1课题研究的背景与意义
随着新的标准和协议的不断发布,无线通信正在以迅猛的速度进行发展。有线因特网的迅速扩张导致无线因特网的需求,并要求其有更多的功能。人们期待经得起考验的并且能够兼容的无线电系统出现,要求系统中的软件和硬件在随着新标准的逐渐推广应用而不被放弃,这使得构建先进的无线因特网面临巨大的挑战。对于综合的全球无缝隙覆盖要求无线电系统必须具有两个基本特征,一个是跨地理区域的全球漫游和无缝隙覆盖,例如要求支持在不同的蜂窝标准(如IS-95和GSM)之间进行切换的双模手机;一个是实现与不同的系统和标准之间的接口,要求有与其他业务的接口能力(如蓝牙或者IEEE802.11网络),从而保证在确定的位置提供无缝隙覆盖。另外技术创新正在加速,无线通信设备制造商和电信运营商应该随技术的发展而不断作出响应,通过升级系统来集成新技术或者修正所发现的技术错误。制造商和运营商们不希望反复进行重新设计,因为这样成本很高,浪费时间,而且这样对最终的用户也带来不便,所以人们开始考虑经得起考验的无线电系统。、
为了解决这一日趋凸现的状况,1992年MILTRE公司的Jeo Mitola首次明确提出软件无线电(Software Radio)的概念[1]。所谓软件无线电,就是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用平台上,利用“软件定义”来实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由“软件编程”来完成。随着数字技术和微电子技术的迅速发展,数字信号处理器(DSP)等通用可编程器件的运算能力成倍提高,而价格却显著下降,现代无线电系统越来越多的功能可以由软件实现,这是软件无线电产生的必要条件。
软件无线电的核心思想是将宽带模/数(A/D)及数/模(D/A)转换器尽可能靠近射频天线,并尽可能用软件实现无线电功能。它的硬件平台应具有开放性和通用性,软件可升级和替换,突破了通信系统的设计、更新、换代一直围绕硬件进行的局限,既节省硬件投资,又能缩短开发研制周期。它充分利用了现代微电子技术、数字通信技术及软件技术,可以满足未来移动用户的“无缝”接入。总之,软件无线电是一种基于数字信号处理芯片,以软件为核心的崭新的无线通信体系结构,是未来通信系统发展的趋势。
多速率信号处理是软件无线电的重要理论基础之一,是指改变信号的采样率,包括抽取和内插两种情况。其中使采样率升高的采样率转换,称为内插。由此可以看出内插技术在软件无线电中非常重要。
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