作者：苏志勇 曾继东 来源：《电子产品世界》

软件无线中的宽带射频前端 摘要：本文简要介绍了软件无线电的概念、特点和基本结构，着重分析了软件无线电技术对射频前端的性能要求，以及射频前端设计中的实际问题。 关键词：软件无线电 宽带射频前端 前馈 adc

引言

随着微电子技术的迅速发展，数字信号处理器(dsp)和a/d变换器的性能在成倍的提高，使得软件无线电在技术实现上成为可能，从而引起了人们对于软件无线电技术研究的兴趣。软件无线电的功能主要由软件实现，通过运行不同的算法，实时的配置信号波形，从而提供各种语音编码、信道调制、载波频率、加密算法的无线电通信业务。

软件无线电最初起源于军事通信。由于软件无线电的完全可编程性、软件化、模块化以及宽频段多功能等特点，使得各种电台很容易综合为一个整体，能够实现不同类型电台间的直接互通，在提高各军兵种协同作战能力中发挥了重要作用。而且，功能的软件化、模块化，减轻了系统的尺寸、重量，同时缩短了开发周期，能够方便地实现与新业务、新技术和通信标准的兼容。

理想的软件无线电是一种“纯软件”的电台，如图1所示，a/d变换器单元紧靠射频天线，除低噪声放大器、功率放大器以及电源等模块外，绝大部分功能均可通过dsp芯片采用软件编程实现。无论在机械结构还是电器特性上均采用模块化、开放式结构。然而，基于目前的技术水平，只能进行中频处理。因此，仍需要一个灵活的宽带射频前端，对信号进行适当的处理。以下针对软件无线电的实际特点，讨论了实现模拟射频前端的一些问题。

软件无线中的射频前端

系统要求

理想的软件无线电台应完全数字化，一般要求在数字化处理之前仅做极少的模拟处理，这样才能使整个电台系统具有充分的灵活性。然而，由于目前工艺水平和技术的限制，a/d转换器以及dsp芯片的性能仍达不到所需的技术指标，使得这种构想无法付诸实践。

根据rf频率和奈奎斯特采样定理可知，若adc直接置于接收机的射频前端，要求a/d变换器高端采样速率至少为6ghz，且应该具有120db以上的无杂散噪声动态范围（sfdr）。而实际中的a/d转换器最多仅能提供20mhz的带宽和80db的sfdr，几种a/d转换器的性能指标如表1所示，远远达不到系统要求。若再考虑功耗问题，adc的高功耗需求很难使电台成为便携式。理论计算，对于1个采样保持a/d转换器件（5ghz，18bit）的最小功率也要超过10w。因此，就目前的a/d转换器的性能指标，无法实现理想的软件无线电结构。

表1 几种a/d变换器的主要技术指标 名 称 分辨率（位） 采样速率（msps） 功 耗 snr（db） sfdr(db) ad9042 12 41 +5v/575mw 70 -82 adc3120 14 20 ±15v±5v/5w 75 -90 spt7870 10 100 ±5v/1.7w 56 -58 ltc1410 12 1.25 5v/160mw