基于可编程芯片的软件无线电试验平台的设计

摘要：介绍了软件无线电的思想和结构，提出了一种实现软件无线电试验平台的设计方案，随后对各个模块进行了分析。整个试验平台可以根据用户的需求产生各种调制制式的中频信号；也可以接收各种中频信号，并变频成基带信号。另外，它利用通用微机完成形式多样的基带信号处理，使得整个平台结构简单，功能强大。   

关键词：软件无线电

数字上变频 数字下变频 PCI总线

软件无线电技术是的几年发展的新技术，是继无线电通讯从模拟到数字，从固定到移动的第三次革命。当初，是由于解决军事通讯中的不同体制、不同标准之间的兼容性而提出来的一种技术要求。但是，近几年来，由于第三代移动通讯标准UMTS（Universal

Mobile Telecommunications Systems）的提出，这要求地持多媒体的信息传输，如语音、图像、传真、互联网服务。这就要求它支持宽带的移动多媒体服务。只有利用软件无线电技术才能如此复杂地传输数据，这为软件无线电提供了更为广阔的应用前景。软件无线电的基本概念是利用通用的硬件作为无线通信的平台，而把尽可能多的个人通信功能和服务采用软件来实现。它的优质主要表现在以下四个方面：（1）系统和结构通用，功能实现灵活；（2）系统的改进和升级方便；（3）不同通信系统之间可以进行通信；（4）肯有良好的复用性。

软件无线电的基本概念是把硬件作为无线电的基本平台，而把尽可能多的列线电及个人通信功能用软件实现。这样无线通信新系统，新产品的开发将逐步转移到软件上，软件无线电的关键思想与传统结构的区别在于：将AD和DA向RF端靠近，由基带移到中频，甚至到射频，同时用高速的DSP／CPU做A／D后的一

系列处理。但是由于现在DSP、ADC技术等还不能满足这种理想结构的要求，现在具备的条件能够实现的软件无线电结构，它将专用的可编程DUC，DDC代替了DSP的中频信号处理功能。在本文中讨论的软件无线电试验平台的结构是基于图2所示的结构图进行设计的，对些我们利用了可编程的上变频和下变频芯片代替数字处理器（DSP），用以弥补目前DSP运算速度不能满足软件无线电要求的缺陷。

1 系统结构

我们设计和软件无线电试验平台的系统结构图如图3

，它主要由发射模块和拉收模块两个主要

部分组成。系统的发射模块可以处理多种基带信号，并可由用户选择调制方式、设置发送波波器数以及输出频度，并最终生成中频为10－20MHz的多种调制信号（如AM、

FM、MPSK、QAM等）。系统的接收模块能够收多种指示的中频信号（如AM、FM、MPSK、MFSSK、QAM等），要求调制信号的载频在20MHz以下，模拟调制信号的基带带宽不超过500kHz。数字调制信号的码元速率不超过16kSPS。整个系统由一片CPLD芯片进行控制，由引可以简化电路，方便调度，提高系统工作的可靠性。

在系统的设计中，我们并没有采肜传统的方法利用DSP进行基带信号处理，而是利用通用微机对基带信号进行处理，并采用PCI总线进行数据传输，主要基于以下两个原因：一则当前通用计算机发展迅速，如基于奔腾Ⅲ的通用计算机的综合处理性能接近甚至超过第三代的DSP处理芯片（如IT公司的YSM320C50系列），利用和微机对基带信号进行处理比DSP更方便。二则PCI总线具有很高的输速率（峰值速率可达132MB／s），而我们设计的系统基带信号输速率是在1000kSPS以下，所以利用PCI总线来传输数据完全可以满足要求。

系统的硬件结构主要包括总线控制器S5933、外部FIFO、全局控制器CPLD、数字上变频器件HSP50215、数字下变频器件HSP50214B、HSP50210、高速D／A器件AD9762等单元。如图3所示，待发射的基带信号由PCI总线输入，经FIFO缓存后送入数字上变频器件HSP50215输出的数字信号转化为模拟中频信号；高速和A／D器件将中频的调制信号数字化后传输给HSP50214B，下变频得到的基带信号经FIFO缓存，由S5933经PCI总线传给计算机处理。

作者：龚享铱 长沙国防科技大学    来源：电子技术应用