來源：微計算機信息 作者：魏崢 周春暉 趙明

     摘要：本文介紹了一種通用的軟件無線電平臺，該平臺以高性能dsp為數據處理核心，利用高速串行接口進行數據調度，結合外圍的fpga和高速a/d、d/a，可應用于多種制式的無線通信系統。在具體討論平臺的整體結構設計和平臺數據調度方案的基礎上，本文給出了在該平臺上實現一個直接序列擴頻通信系統的應用實例。

     關鍵詞：軟件無線電；直接序列擴頻；tigersharc201；dsp

     1 概述

     隨著微電子技術的快速發展，可編程芯片的處理能力也在不斷加強，尤其是dsp芯片正在朝著高速，多指令并行執行的方向發展。dsp處理能力的增強，使得原來運算量很大的算法可以用軟件的方式快速實現。由于軟件處理的靈活性，這給整體的無線電體系結構帶來了深刻的變化。

     軟件無線電是指一種基于可編程的，具有一定靈活性的高速信號處理平臺。處理平臺上的設備都可以進行重新配置，將通用化、模塊化、標準化的算法單元用軟件方式實現，根據系統的實際需要，在軟件中添加各種不同算法，可以完成特定的功能，因而可以跨越多種通信標準。當需要從一種標準切換至另一種標準時，處理器能夠動態的在軟件的主要部分切換[1~5]。

     2 系統結構設計

     本平臺主要針對寬帶無線數字通信系統物理層的中頻和基帶單元的數字信號處理，如圖1所示，平臺上有兩個dsp（adi，tigersharc201），一個fpga（xilinx xc2s300e）和一個cpld（xilinx xcr3256xl208）。依據信號處理各模塊的運算特點，以及器件特點，我們將不同的模塊選擇在不同的器件中完成。fpga設置靈活，但是主頻很難做高，通常低于120mhz，適合于處理可并行計算的模塊；而dsp主頻很高，主要以串行方式執行指令，且dsp支持c語言，所以便于處理通信協議。基于以上特點，fpga適合處理發送端數據以及數字上變頻（duc）；在接收端適合處理數字下變頻（ddc），匹配濾波器，定時同步等其它基帶處理模塊。dsp適合定時同步，信道估計，fft變換，解交織，譯碼等其它基帶處理模塊，以及通信協議處理。而cpld由于其器件特性限制，一般用作主控模塊或主控指令翻譯器。

     現代寬帶無線數字通信系統要盡量使用數字信號處理方法來增加可靠性，因此要使用寬帶a/d和d/a，但是由于器件性能局限，我們一般情況下選擇在中頻處使用a/d，d/a。本平臺a/d使用12bit的ad9235，最高采樣率為65msps，如果中頻低于65mhz，我們可直接對中頻信號進行采樣，如果中頻頻率較高，可以采用帶通采樣的方法。d/a使用14bit的ad9857，200msps，實現中頻輸出。

     圖1：平臺結構圖

     寬帶無線數字通信系統的一般基帶處理算法中主要分為碼片級處理和符號級處理，同時還有通信協議處理。碼片級信號處理的特點是運算量大，比如定時同步等，所以在以往的系統中大多采用fpga或asic來實現，但是本平臺上的高性能dsp中設置了一些特殊單元，完全可以滿足碼片級處理的要求，表1為dsp處理能力的峰值指標，從此表中我們可以看到其強大的處理能力。符號級處理比如譯碼等，相對來說處理量不是很大，此dsp還提供了增強的指令，使得viterbi和turbo碼解碼更快。通信協議處理部分需要很多判斷，跳轉等操作，這部分如果使用fpga或asic處理將使系統開發變得非常慢，而dsp可采用c語言，這點無疑非常適合于通信協議的處理。

     表1：dsp處理能力指標

    峰值速率

    32-bit 浮點性能

    3,600 mflops

    16-bit算法

    執行時間

  &nb