基于軟件無線電的短波通信中頻數(shù)字化

2　短波電臺中頻數(shù)字化平臺實現(xiàn)

基于上述的專用數(shù)字上下變頻芯片以及通用數(shù)字信號處理器，我們構(gòu)建了短波中頻數(shù)字化平臺，配合前端的射頻模塊，該平臺還能夠用于其他頻段(比如超短波)的中頻數(shù)字化，具有較強(qiáng)的通用性及可擴(kuò)展性。圖5為該平臺的硬件模塊框圖。其中，處理器模塊完成信號的基帶調(diào)制解調(diào)；邏輯時鐘模塊提供系統(tǒng)中的地址譯碼及控制信號和各種時鐘信號；發(fā)送模塊完成信號的上變頻及中頻數(shù)模轉(zhuǎn)換；接收模塊完成中頻采樣及信號的下變頻；基帶接口模塊完成語音信號的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換；通信與擴(kuò)展接口模塊提供數(shù)字業(yè)務(wù)接口及通信功能。此外，還包括AGC電路、電源及看門狗電路等。

對該平臺進(jìn)行單邊帶調(diào)制性能測試(主要有邊帶抑制、載波抑制、帶外衰減、互調(diào)失真等指標(biāo))，采用高效的復(fù)數(shù)濾波法進(jìn)行數(shù)字單邊帶調(diào)制[5]。在基帶分別加入1kHz，1.7kHz單音和1kHz+1.7kHz等幅雙音信號，在500kHz中頻處用頻譜分析儀觀察上邊帶調(diào)制結(jié)果如圖6和圖7所示(橫軸中心頻率為500kHz，每格1kHz，縱軸每格-10dB)。

其中，由于HSP50415內(nèi)部集成的D/A轉(zhuǎn)換器其SFDR指標(biāo)>50dB，實際測得的三階互調(diào)指標(biāo)約55dB，在D/A轉(zhuǎn)換器線性指標(biāo)范圍內(nèi)。如果要求進(jìn)一步提高互調(diào)指標(biāo)，可以選用雙音SFDR指標(biāo)更高的專用D/A轉(zhuǎn)換器。

表1給出了該數(shù)字化中頻與采用晶體濾波器的模擬中頻的單邊帶調(diào)制性能比較，可以看出各項指標(biāo)都有一定提高，并且易于實現(xiàn)。

該中頻數(shù)字化平臺達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)，整個平臺功耗小于1.5W，主載波調(diào)制方式有USB，LSB，AM三種方式，支持等幅報音通信方式，音頻響應(yīng)范圍300～3000Hz，并且可編程，中頻采樣時輸入信號可低至毫伏級，可有效降低前端射頻模塊增益，從而降低模擬前端的非線性影響。在該平臺上加載跳頻通信，自適應(yīng)通信以及并行或者串行Modem等業(yè)務(wù)軟件模塊，有助于提高電臺的保密抗干擾以及數(shù)據(jù)傳輸性能。

3　結(jié)束語

在介紹軟件無線電基本理論以及在短波電臺中頻數(shù)字化應(yīng)用的基礎(chǔ)上，我們結(jié)合兩款典型芯片對軟件無線電中核心的數(shù)字變頻技術(shù)進(jìn)行了比較詳細(xì)的討論，并給出一種短波電臺中頻數(shù)字化平臺設(shè)計方案，最后采用短波單邊帶調(diào)制對該平臺進(jìn)行了測試，測試結(jié)果驗證了平臺的可實現(xiàn)性。

目前，國內(nèi)多個科研機(jī)構(gòu)正在開展第三代短波數(shù)字化抗干擾自動控制通信電臺的研制，該電臺基于MIL-STD-188-141B，MIL-STD-188-110以及GJB2076-94，GJB2077-94標(biāo)準(zhǔn)，融合了高速串行分組數(shù)傳以及第三代自動鏈路建立等功能，代表了未來短波通信的發(fā)展方向。