基于可編程芯片的軟件無線電試驗平臺的設(shè)計

摘要：介紹了軟件無線電的思想和結(jié)構(gòu)，提出了一種實現(xiàn)軟件無線電試驗平臺的設(shè)計方案，隨后對各個模塊進(jìn)行了分析。整個試驗平臺可以根據(jù)用戶的需求產(chǎn)生各種調(diào)制制式的中頻信號；也可以接收各種中頻信號，并變頻成基帶信號。另外，它利用通用微機(jī)完成形式多樣的基帶信號處理，使得整個平臺結(jié)構(gòu)簡單，功能強(qiáng)大。

關(guān)鍵詞：軟件無線電

數(shù)字上變頻 數(shù)字下變頻 PCI總線

軟件無線電技術(shù)是的幾年發(fā)展的新技術(shù)，是繼無線電通訊從模擬到數(shù)字，從固定到移動的第三次革命。當(dāng)初，是由于解決軍事通訊中的不同體制、不同標(biāo)準(zhǔn)之間的兼容性而提出來的一種技術(shù)要求。但是，近幾年來，由于第三代移動通訊標(biāo)準(zhǔn)UMTS（Universal

Mobile Telecommunications Systems）的提出，這要求地持多媒體的信息傳輸，如語音、圖像、傳真、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。這就要求它支持寬帶的移動多媒體服務(wù)。只有利用軟件無線電技術(shù)才能如此復(fù)雜地傳輸數(shù)據(jù)，這為軟件無線電提供了更為廣闊的應(yīng)用前景。軟件無線電的基本概念是利用通用的硬件作為無線通信的平臺，而把盡可能多的個人通信功能和服務(wù)采用軟件來實現(xiàn)。它的優(yōu)質(zhì)主要表現(xiàn)在以下四個方面：（1）系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)通用，功能實現(xiàn)靈活；（2）系統(tǒng)的改進(jìn)和升級方便；（3）不同通信系統(tǒng)之間可以進(jìn)行通信；（4）肯有良好的復(fù)用性。

軟件無線電的基本概念是把硬件作為無線電的基本平臺，而把盡可能多的列線電及個人通信功能用軟件實現(xiàn)。這樣無線通信新系統(tǒng)，新產(chǎn)品的開發(fā)將逐步轉(zhuǎn)移到軟件上，軟件無線電的關(guān)鍵思想與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于：將AD和DA向RF端靠近，由基帶移到中頻，甚至到射頻，同時用高速的DSP／CPU做A／D后的一

系列處理。但是由于現(xiàn)在DSP、ADC技術(shù)等還不能滿足這種理想結(jié)構(gòu)的要求，現(xiàn)在具備的條件能夠?qū)崿F(xiàn)的軟件無線電結(jié)構(gòu)，它將專用的可編程DUC，DDC代替了DSP的中頻信號處理功能。在本文中討論的軟件無線電試驗平臺的結(jié)構(gòu)是基于圖2所示的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行設(shè)計的，對些我們利用了可編程的上變頻和下變頻芯片代替數(shù)字處理器（DSP），用以彌補目前DSP運算速度不能滿足軟件無線電要求的缺陷。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我們設(shè)計和軟件無線電試驗平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3

，它主要由發(fā)射模塊和拉收模塊兩個主要

部分組成。系統(tǒng)的發(fā)射模塊可以處理多種基帶信號，并可由用戶選擇調(diào)制方式、設(shè)置發(fā)送波波器數(shù)以及輸出頻度，并最終生成中頻為10－20MHz的多種調(diào)制信號（如AM、

FM、MPSK、QAM等）。系統(tǒng)的接收模塊能夠收多種指示的中頻信號（如AM、FM、MPSK、MFSSK、QAM等），要求調(diào)制信號的載頻在20MHz以下，模擬調(diào)制信號的基帶帶寬不超過500kHz。數(shù)字調(diào)制信號的碼元速率不超過16kSPS。整個系統(tǒng)由一片CPLD芯片進(jìn)行控制，由引可以簡化電路，方便調(diào)度，提高系統(tǒng)工作的可靠性。

在系統(tǒng)的設(shè)計中，我們并沒有采肜傳統(tǒng)的方法利用DSP進(jìn)行基帶信號處理，而是利用通用微機(jī)對基帶信號進(jìn)行處理，并采用PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，主要基于以下兩個原因：一則當(dāng)前通用計算機(jī)發(fā)展迅速，如基于奔騰Ⅲ的通用計算機(jī)的綜合處理性能接近甚至超過第三代的DSP處理芯片（如IT公司的YSM320C50系列），利用和微機(jī)對基帶信號進(jìn)行處理比DSP更方便。二則PCI總線具有很高的輸速率（峰值速率可達(dá)132MB／s），而我們設(shè)計的系統(tǒng)基帶信號輸速率是在1000kSPS以下，所以利用PCI總線來傳輸數(shù)據(jù)完全可以滿足要求。