專利名稱：一種基于頻譜感知的軟件無線電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于頻譜感知的軟件無線電系統(tǒng)，屬于無線通信中認(rèn)知無線電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
理想的軟件無線電結(jié)構(gòu)其主要特點(diǎn)是盡可能地減少模擬處理環(huán)節(jié)。在接收端由天線感應(yīng)的無線電信號(hào)經(jīng)過必要的低噪聲放大后，就直接對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化(ADC)，數(shù)字化后的信號(hào)經(jīng)過FPGA和DSP完成數(shù)字下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)字解調(diào)等信號(hào)處理任務(wù)；在發(fā)射端需要發(fā)射的基帶信號(hào)通過FPGA和DSP完成數(shù)字調(diào)制、數(shù)字上變頻和數(shù)字濾波等信號(hào)處理任務(wù)， 經(jīng)過DAC變換為模擬信號(hào)，最后經(jīng)功率放大器放大到足夠功率，由天線發(fā)射出去。因?yàn)樵撚布Y(jié)構(gòu)與所要完成的功能無關(guān)，它所完成的功能主要取決于駐留在FPGA/DSP中的軟件(算法)。針對(duì)理想軟件無線電結(jié)構(gòu)實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)存在的問題，軟件無線電結(jié)構(gòu)可以分為三種基本結(jié)構(gòu)基于射頻全寬帶低通采樣的軟件無線電結(jié)構(gòu)、基于帶通采樣的寬帶中頻軟件無線電結(jié)構(gòu)和基于射頻直接帶通采樣的軟件無線電結(jié)構(gòu)。對(duì)于射頻全寬帶低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)射頻信號(hào)直接采樣，符合軟件無線電概念的定義。但是缺點(diǎn)則是(I)需要的采樣頻率太高，特別還要求采用大動(dòng)態(tài)、多位數(shù)的ADC/DAC時(shí)，顯然目前的器件水平無法實(shí)現(xiàn)。(2)前端超寬的接收模式會(huì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)范圍有很高的要求，工程實(shí)現(xiàn)極為困難。所以這種結(jié)構(gòu)只實(shí)用于工作帶寬不寬的場
口 o對(duì)于基于帶通采樣的寬帶中頻軟件無線電結(jié)構(gòu)使前端電路設(shè)計(jì)得以簡化，信號(hào)經(jīng)過接收通道后的失真也小，而且通過后續(xù)的數(shù)字化處理，這種結(jié)構(gòu)具有更好的波形適應(yīng)，信號(hào)帶寬適應(yīng)性以及可擴(kuò)展性。但是這種結(jié)構(gòu)的射頻前端比較復(fù)雜，它的功能是將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合于A/D采樣的寬帶中頻或把D/A輸出的寬帶中頻信號(hào)變換為射頻信號(hào)。本發(fā)明采用基于射頻直接帶通采樣的軟件無線電結(jié)構(gòu)。它與射頻全寬開低通采樣結(jié)構(gòu)相比最大的優(yōu)點(diǎn)就是采用的前置濾波器的差異，能實(shí)現(xiàn)寬帶無線電；它與寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)相比，其射頻前端結(jié)構(gòu)簡單，易于集成和實(shí)現(xiàn)。另外它具有A/D的采樣速率不同，即對(duì)DSP的處理速度要求不同，具有較強(qiáng)的可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于頻譜感知的軟件無線電系統(tǒng)，它是一種頻譜感知的軟件無線電平臺(tái)，具有優(yōu)秀可擴(kuò)展性，能夠在此平臺(tái)進(jìn)行頻譜感知方面的應(yīng)用，針對(duì)中國電視信號(hào)發(fā)射設(shè)備頻段緊張的現(xiàn)有情況，它能夠?qū)簳r(shí)空閑的頻譜資源加以利用，使得頻譜資源的緊張狀況得到極大的改善。技術(shù)方案如圖I所示，本發(fā)明是一種基于頻譜感知的軟件無線電系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包含三個(gè)部分接收射頻板，發(fā)射射頻板與中頻基帶處理板，它們之間的位置連接關(guān)系是接收射頻板連接中頻基帶處理板，中頻基帶處理板連接發(fā)射射頻板，信號(hào)走向是信號(hào)從接收射頻板接收后到中頻基帶處理板進(jìn)行處理后由發(fā)射射頻板發(fā)射；其中，該接收射頻板主要包括多級(jí)放大鏈路、濾波器組、AGC(自動(dòng)增益控制)，其之間的關(guān)系是信號(hào)接收分別通過多級(jí)放大鏈路、濾波器組最后通過AGC，它完成接收信號(hào)的選頻、降噪和有選擇的放大以達(dá)到ADC的處理要求。該多級(jí)放大鏈路是由一級(jí)LNA和兩級(jí)增益模塊IFA以及帶通濾波器實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)LNA為mag62563，第二、第三級(jí)為中頻增益模塊ADL5535 ;該濾波器組采用RBP-204+型號(hào)；該々60米用AD8367型號(hào)；該發(fā)射射頻板包括濾波器組、功率放大器、定向稱合器,其之間的關(guān)系是信號(hào)發(fā)射分別通過濾波器組、功率放大器最后通過定向耦合器，它完成輸出信號(hào)的濾波和功率放大。該濾波器組采用RBP-204+型號(hào)；該功率放大器采用TCCH-80+型號(hào)；該定向耦合器采用JDC-6-1型號(hào)；該中頻基帶處理板則主要包括ADC、FPGA、DSP、數(shù)字上變頻(DUC)等，其之間的關(guān)系是接收射頻板信號(hào)從ADC采樣后到FPGA與DSP中進(jìn)行處理然后信號(hào)通過DUC進(jìn)行數(shù)字上變頻后連接發(fā)射射頻板；它完成模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字上下變頻以及信號(hào)處理，其中信號(hào)處理包括頻譜資源管理、數(shù)據(jù)通信信息的提取和通過PCI接口與PC機(jī)的數(shù)據(jù)交互。該ADC采用ADS62p49型號(hào)；該FPGA采用Xilinx公司Spartan-3系列芯片；該DSP采用TMS320C6455型號(hào)；該DUC采用AD9957型號(hào)。以下是硬件平臺(tái)的關(guān)鍵指數(shù)設(shè)計(jì)。(I)ADC量化位數(shù)和采樣頻率所選ADC為ADS62p49，量化位數(shù)n為14，采樣率彡250Mhz可配。在設(shè)計(jì)中，根據(jù)帶通采樣理論，對(duì)于中心頻率fo = 195Mhz，信號(hào)帶寬為40Mhz的寬帶中頻信號(hào)。為了保證采樣后獲得與被采頻段一致的完整基帶信號(hào)，確定n為偶數(shù)，設(shè)采樣頻率為fs，則
權(quán)利要求
1.一種基于頻譜感知的軟件無線電系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由接收射頻板、發(fā)射射頻板與中頻基帶處理板三個(gè)部分組成；接收射頻板連接中頻基帶處理板，中頻基帶處理板連接發(fā)射射頻板，其信號(hào)走向是信號(hào)從接收射頻板接收后到中頻基帶處理板進(jìn)行處理后由發(fā)射射頻板發(fā)射；該接收射頻板包括多級(jí)放大鏈路、濾波器組和自動(dòng)增益控制AGC，信號(hào)接收分別通過多級(jí)放大鏈路、濾波器組最后通過AGC，它完成接收信號(hào)的選頻、降噪和有選擇的放大以達(dá)到ADC的處理要求；該多級(jí)放大鏈路是由一級(jí)LNA和兩級(jí)增益模塊IFA以及帶通濾波器實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)LNA為mag62563，第二、第三級(jí)為中頻增益模塊ADL5535 ;該濾波器組采用RBP-204+型號(hào)，該AGC采用AD8367型號(hào)；該發(fā)射射頻板包括濾波器組、功率放大器和定向耦合器，信號(hào)發(fā)射分別通過濾波器組、功率放大器最后通過定向耦合器，它完成輸出信號(hào)的濾波和功率放大；該濾波器組采用RBP-204+型號(hào)，該功率放大器采用TCCH-80+型號(hào)，該定向耦合器采用JDC-6-1型號(hào)；該中頻基帶處理板則包括ADC、FPGA、DSP、數(shù)字上變頻DUC,接收射頻板信號(hào)從ADC采樣后到FPGA與DSP中進(jìn)行處理然后信號(hào)通過DUC進(jìn)行數(shù)字上變頻后連接發(fā)射射頻板；它完成模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字上下變頻以及信號(hào)處理，其中信號(hào)處理包括頻譜資源管理、數(shù)據(jù)通信信息的提取和通過PCI接口與PC機(jī)的數(shù)據(jù)交互；該ADC采用ADS62p49型號(hào)；該FPGA采用Spartan-3系列芯片；該DSP采用TMS320C6455型號(hào)；該DUC采用AD9957型號(hào)。
全文摘要
一種基于頻譜感知的軟件無線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)由接收射頻板、發(fā)射射頻板與中頻基帶處理板三個(gè)部分組成；接收射頻板連接中頻基帶處理板，中頻基帶處理板連接發(fā)射射頻板，其信號(hào)走向是信號(hào)從接收射頻板接收后到中頻基帶處理板進(jìn)行處理后由發(fā)射射頻板發(fā)射。其中，該接收射頻板包括多級(jí)放大鏈路、濾波器組和自動(dòng)增益控制AGC；該發(fā)射射頻板包括濾波器組、功率放大器和定向耦合器；該中頻基帶處理板則包括ADC、FPGA、DSP、數(shù)字上變頻DUC；它是一種頻譜感知的軟件無線電平臺(tái)，具有優(yōu)秀可擴(kuò)展性，針對(duì)中國電視信號(hào)發(fā)射設(shè)備頻段緊張的現(xiàn)有情況，它能夠?qū)簳r(shí)空閑的頻譜資源加以利用，使得頻譜資源的緊張狀況得到極大的改善。
文檔編號(hào)H04B1/00GK102664642SQ20121010210
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者吳智杰, 張昕, 趙琦, 韋松成, 黃維東 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)