軟件無線電接收機(jī)設(shè)計(jì)思路

軟件無線電的結(jié)構(gòu)基本上分為三種：射頻低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)、射頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)和寬帶中頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)。其中，射頻低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)的軟件無線電，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的性能如轉(zhuǎn)換速度、工作帶寬和動(dòng)態(tài)范圍等提出了非常高的要求，同時(shí)對(duì)后續(xù)的DSP或ASIC（專用集成電路）的處理速度要求也特別高。射頻帶通采樣結(jié)構(gòu)的軟件無線電，雖然對(duì)后續(xù)DSP的處理速度要求不高，但是這種結(jié)構(gòu)對(duì)A/D工作帶寬的要求（實(shí)際上主要是對(duì)于A/D中采樣保持器的速度要求）是比較高的。與前兩種結(jié)構(gòu)相比，寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)，不僅不需要第一種結(jié)構(gòu)所要求的超高速采樣，也不要求第二種結(jié)構(gòu)所需的高精度、高工作帶寬所要求的采樣保持放大器，使A/D設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，其代價(jià)只是增加了一些前端的復(fù)雜性，綜合以上分析討論，寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)是近期軟件無線電研究中一種較可行的設(shè)計(jì)方案。 一、軟件無線電接收機(jī)硬件設(shè)計(jì)思路 硬件電路的實(shí)現(xiàn)是檢驗(yàn)理論的最有效的方法，基于軟件無線電的通信系統(tǒng)是基于中頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)的，使用專用數(shù)字下變頻芯片HSP50214進(jìn)行設(shè)計(jì)的軟件無線電接收機(jī)，可實(shí)現(xiàn)模擬下變頻、采樣、數(shù)字下變頻、信號(hào)處理和模擬輸出等功能。此接收機(jī)的整體設(shè)計(jì)思路包括以下幾個(gè)模塊： (1)模擬前端。此部分主要是實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的模擬下變頻，將信號(hào)變換成中頻，模塊的主要器件可采用UV1316。 (2)中頻放大A/D采樣模塊。此模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的中頻放大和高速A/D采樣，器件可選用中頻放大芯片MAX4265和A/D采樣芯片MAX1444。 (3)數(shù)字下變頻模塊。此部分主要功能是從輸入的寬帶高速數(shù)據(jù)流的數(shù)字信號(hào)中提取所需的窄帶信號(hào)，將其下變頻為數(shù)字基帶信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成較低的數(shù)據(jù)流。 (4)直接數(shù)字合成器模塊。直接數(shù)字合成器部分可利用AD公司的AD9851芯片實(shí)現(xiàn)可變采樣頻率的合成。AD9851的功能十分強(qiáng)大，在本系統(tǒng)中用作產(chǎn)生數(shù)字可調(diào)的A/D芯片的采樣時(shí)鐘和DDC芯片HSP50214B的采樣時(shí)鐘輸入信號(hào)CLKIN。其目的是為了滿足DDC的CLKIN等于A/D采樣頻率的倍數(shù)關(guān)系，并且實(shí)現(xiàn)可變采樣頻率采樣，增加系統(tǒng)的靈活性。 (5)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）模塊。本系統(tǒng)可應(yīng)用TMS320C5402高速定點(diǎn)DSP芯片，它在整個(gè)系統(tǒng)中起著中心控制和實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)等數(shù)字信號(hào)處理算法的功能，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。 (6)D/A轉(zhuǎn)換模擬功放模塊。D/A轉(zhuǎn)換模擬功放模塊可采用MAX525芯片和MAX4298芯片，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行功率放大。 結(jié)語 基于軟件無線電結(jié)構(gòu)的通信信號(hào)調(diào)制解調(diào)通用平臺(tái)軟件，通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種模擬、數(shù)字調(diào)制解調(diào)模式的兼容，如要實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)其它模式的調(diào)制解調(diào)，只需基于此結(jié)構(gòu)添加新的調(diào)制解調(diào)算法即可，而不需要改變系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)。 總之，在現(xiàn)代的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，信令部分已經(jīng)是用軟件完成，軟件無線電的任務(wù)是將通信協(xié)議及軟件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化。同時(shí)，把現(xiàn)有的各種無線信令按軟件無線電的要求劃分成幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的層次，開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的信令模塊，研究通用信令框架。軟件無線電的關(guān)鍵和重點(diǎn)技術(shù)使其具有相對(duì)于傳統(tǒng)數(shù)字電臺(tái)的優(yōu)越性，讓軟件無線電技術(shù)在具有多元化功能的同時(shí)，也為電臺(tái)的寬頻段提供了必要的保證。