基于可編程芯片的軟件無線電試驗平臺的設計

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

關鍵詞：軟件無線電

數字上變頻 數字下變頻 PCI總線

軟件無線電技術是的幾年發展的新技術，是繼無線電通訊從模擬到數字，從固定到移動的第三次革命。當初，是由于解決軍事通訊中的不同體制、不同標準之間的兼容性而提出來的一種技術要求。但是，近幾年來，由于第三代移動通訊標準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、互聯網服務。這就要求它支持寬帶的移動多媒體服務。只有利用軟件無線電技術才能如此復雜地傳輸數據，這為軟件無線電提供了更為廣闊的應用前景。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采用軟件來實現。它的優質主要表現在以下四個方面：（1）系統和結構通用，功能實現靈活；（2）系統的改進和升級方便；（3）不同通信系統之間可以進行通信；（4）肯有良好的復用性。

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。這樣無線通信新系統，新產品的開發將逐步轉移到軟件上，軟件無線電的關鍵思想與傳統結構的區別在于：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。但是由于現在DSP、ADC技術等還不能滿足這種理想結構的要求，現在具備的條件能夠實現的軟件無線電結構，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構是基于圖2所示的結構圖進行設計的，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 系統結構

我們設計和軟件無線電試驗平臺的系統結構圖如圖3

，它主要由發射模塊和拉收模塊兩個主要

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

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

在系統的設計中，我們并沒有采肜傳統的方法利用DSP進行基帶信號處理，而是利用通用微機對基帶信號進行處理，并采用PCI總線進行數據傳輸，主要基于以下兩個原因：一則當前通用計算機發展迅速，如基于奔騰Ⅲ的通用計算機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），利用和微機對基帶信號進行處理比DSP更方便。二則PCI總線具有很高的輸速率（峰值速率可達132MB／s），而我們設計的系統基帶信號輸速率是在1000kSPS以下，所以利用PCI總線來傳輸數據完全可以滿足要求。