一种基于频谱感知的软件无线电系统的制作方法
专利名称：一种基于频谱感知的软件无线电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于频谱感知的软件无线电系统，属于无线通信中认知无线电技术领域。
背景技术：
理想的软件无线电结构其主要特点是尽可能地减少模拟处理环节。在接收端由天线感应的无线电信号经过必要的低噪声放大后，就直接对其进行数字化(ADC)，数字化后的信号经过FPGA和DSP完成数字下变频、数字滤波、数字解调等信号处理任务；在发射端需要发射的基带信号通过FPGA和DSP完成数字调制、数字上变频和数字滤波等信号处理任务， 经过DAC变换为模拟信号，最后经功率放大器放大到足够功率，由天线发射出去。因为该硬件结构与所要完成的功能无关，它所完成的功能主要取决于驻留在FPGA/DSP中的软件(算法)。针对理想软件无线电结构实际实现时存在的问题，软件无线电结构可以分为三种基本结构基于射频全宽带低通采样的软件无线电结构、基于带通采样的宽带中频软件无线电结构和基于射频直接带通采样的软件无线电结构。对于射频全宽带低通采样软件无线电结构，优点是对射频信号直接采样，符合软件无线电概念的定义。但是缺点则是(I)需要的采样频率太高，特别还要求采用大动态、多位数的ADC/DAC时，显然目前的器件水平无法实现。(2)前端超宽的接收模式会对整个结构的动态范围有很高的要求，工程实现极为困难。所以这种结构只实用于工作带宽不宽的场
口 o对于基于带通采样的宽带中频软件无线电结构使前端电路设计得以简化，信号经过接收通道后的失真也小，而且通过后续的数字化处理，这种结构具有更好的波形适应，信号带宽适应性以及可扩展性。但是这种结构的射频前端比较复杂，它的功能是将射频信号转换为适合于A/D采样的宽带中频或把D/A输出的宽带中频信号变换为射频信号。本发明采用基于射频直接带通采样的软件无线电结构。它与射频全宽开低通采样结构相比最大的优点就是采用的前置滤波器的差异，能实现宽带无线电；它与宽带中频带通采样软件无线电结构相比，其射频前端结构简单，易于集成和实现。另外它具有A/D的采样速率不同，即对DSP的处理速度要求不同，具有较强的可行性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于频谱感知的软件无线电系统，它是一种频谱感知的软件无线电平台，具有优秀可扩展性，能够在此平台进行频谱感知方面的应用，针对中国电视信号发射设备频段紧张的现有情况，它能够将暂时空闲的频谱资源加以利用，使得频谱资源的紧张状况得到极大的改善。技术方案如图I所示，本发明是一种基于频谱感知的软件无线电系统，整个系统包含三个部分接收射频板，发射射频板与中频基带处理板，它们之间的位置连接关系是接收射频板连接中频基带处理板，中频基带处理板连接发射射频板，信号走向是信号从接收射频板接收后到中频基带处理板进行处理后由发射射频板发射；其中，该接收射频板主要包括多级放大链路、滤波器组、AGC(自动增益控制)，其之间的关系是信号接收分别通过多级放大链路、滤波器组最后通过AGC，它完成接收信号的选频、降噪和有选择的放大以达到ADC的处理要求。该多级放大链路是由一级LNA和两级增益模块IFA以及带通滤波器实现，第一级LNA为mag62563，第二、第三级为中频增益模块ADL5535 ;该滤波器组采用RBP-204+型号；该々60米用AD8367型号；该发射射频板包括滤波器组、功率放大器、定向稱合器,其之间的关系是信号发射分别通过滤波器组、功率放大器最后通过定向耦合器，它完成输出信号的滤波和功率放大。该滤波器组采用RBP-204+型号；该功率放大器采用TCCH-80+型号；该定向耦合器采用JDC-6-1型号；该中频基带处理板则主要包括ADC、FPGA、DSP、数字上变频(DUC)等，其之间的关系是接收射频板信号从ADC采样后到FPGA与DSP中进行处理然后信号通过DUC进行数字上变频后连接发射射频板；它完成模数/数模转换、数字上下变频以及信号处理，其中信号处理包括频谱资源管理、数据通信信息的提取和通过PCI接口与PC机的数据交互。该ADC采用ADS62p49型号；该FPGA采用Xilinx公司Spartan-3系列芯片；该DSP采用TMS320C6455型号；该DUC采用AD9957型号。以下是硬件平台的关键指数设计。(I)ADC量化位数和采样频率所选ADC为ADS62p49，量化位数n为14，采样率彡250Mhz可配。在设计中，根据带通采样理论，对于中心频率fo = 195Mhz，信号带宽为40Mhz的宽带中频信号。为了保证采样后获得与被采频段一致的完整基带信号，确定n为偶数，设采样频率为fs，则
权利要求
1.一种基于频谱感知的软件无线电系统，其特征在于该系统由接收射频板、发射射频板与中频基带处理板三个部分组成；接收射频板连接中频基带处理板，中频基带处理板连接发射射频板，其信号走向是信号从接收射频板接收后到中频基带处理板进行处理后由发射射频板发射；该接收射频板包括多级放大链路、滤波器组和自动增益控制AGC，信号接收分别通过多级放大链路、滤波器组最后通过AGC，它完成接收信号的选频、降噪和有选择的放大以达到ADC的处理要求；该多级放大链路是由一级LNA和两级增益模块IFA以及带通滤波器实现，第一级LNA为mag62563，第二、第三级为中频增益模块ADL5535 ;该滤波器组采用RBP-204+型号，该AGC采用AD8367型号；该发射射频板包括滤波器组、功率放大器和定向耦合器，信号发射分别通过滤波器组、功率放大器最后通过定向耦合器，它完成输出信号的滤波和功率放大；该滤波器组采用RBP-204+型号，该功率放大器采用TCCH-80+型号，该定向耦合器采用JDC-6-1型号；该中频基带处理板则包括ADC、FPGA、DSP、数字上变频DUC,接收射频板信号从ADC采样后到FPGA与DSP中进行处理然后信号通过DUC进行数字上变频后连接发射射频板；它完成模数/数模转换、数字上下变频以及信号处理，其中信号处理包括频谱资源管理、数据通信信息的提取和通过PCI接口与PC机的数据交互；该ADC采用ADS62p49型号；该FPGA采用Spartan-3系列芯片；该DSP采用TMS320C6455型号；该DUC采用AD9957型号。
全文摘要
一种基于频谱感知的软件无线电系统，该系统由接收射频板、发射射频板与中频基带处理板三个部分组成；接收射频板连接中频基带处理板，中频基带处理板连接发射射频板，其信号走向是信号从接收射频板接收后到中频基带处理板进行处理后由发射射频板发射。其中，该接收射频板包括多级放大链路、滤波器组和自动增益控制AGC；该发射射频板包括滤波器组、功率放大器和定向耦合器；该中频基带处理板则包括ADC、FPGA、DSP、数字上变频DUC；它是一种频谱感知的软件无线电平台，具有优秀可扩展性，针对中国电视信号发射设备频段紧张的现有情况，它能够将暂时空闲的频谱资源加以利用，使得频谱资源的紧张状况得到极大的改善。
文档编号H04B1/00GK102664642SQ20121010210
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者吴智杰, 张昕, 赵琦, 韦松成, 黄维东 申请人:北京航空航天大学
技术领域：
本发明涉及一种基于频谱感知的软件无线电系统，属于无线通信中认知无线电技术领域。
背景技术：
理想的软件无线电结构其主要特点是尽可能地减少模拟处理环节。在接收端由天线感应的无线电信号经过必要的低噪声放大后，就直接对其进行数字化(ADC)，数字化后的信号经过FPGA和DSP完成数字下变频、数字滤波、数字解调等信号处理任务；在发射端需要发射的基带信号通过FPGA和DSP完成数字调制、数字上变频和数字滤波等信号处理任务， 经过DAC变换为模拟信号，最后经功率放大器放大到足够功率，由天线发射出去。因为该硬件结构与所要完成的功能无关，它所完成的功能主要取决于驻留在FPGA/DSP中的软件(算法)。针对理想软件无线电结构实际实现时存在的问题，软件无线电结构可以分为三种基本结构基于射频全宽带低通采样的软件无线电结构、基于带通采样的宽带中频软件无线电结构和基于射频直接带通采样的软件无线电结构。对于射频全宽带低通采样软件无线电结构，优点是对射频信号直接采样，符合软件无线电概念的定义。但是缺点则是(I)需要的采样频率太高，特别还要求采用大动态、多位数的ADC/DAC时，显然目前的器件水平无法实现。(2)前端超宽的接收模式会对整个结构的动态范围有很高的要求，工程实现极为困难。所以这种结构只实用于工作带宽不宽的场
口 o对于基于带通采样的宽带中频软件无线电结构使前端电路设计得以简化，信号经过接收通道后的失真也小，而且通过后续的数字化处理，这种结构具有更好的波形适应，信号带宽适应性以及可扩展性。但是这种结构的射频前端比较复杂，它的功能是将射频信号转换为适合于A/D采样的宽带中频或把D/A输出的宽带中频信号变换为射频信号。本发明采用基于射频直接带通采样的软件无线电结构。它与射频全宽开低通采样结构相比最大的优点就是采用的前置滤波器的差异，能实现宽带无线电；它与宽带中频带通采样软件无线电结构相比，其射频前端结构简单，易于集成和实现。另外它具有A/D的采样速率不同，即对DSP的处理速度要求不同，具有较强的可行性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于频谱感知的软件无线电系统，它是一种频谱感知的软件无线电平台，具有优秀可扩展性，能够在此平台进行频谱感知方面的应用，针对中国电视信号发射设备频段紧张的现有情况，它能够将暂时空闲的频谱资源加以利用，使得频谱资源的紧张状况得到极大的改善。技术方案如图I所示，本发明是一种基于频谱感知的软件无线电系统，整个系统包含三个部分接收射频板，发射射频板与中频基带处理板，它们之间的位置连接关系是接收射频板连接中频基带处理板，中频基带处理板连接发射射频板，信号走向是信号从接收射频板接收后到中频基带处理板进行处理后由发射射频板发射；其中，该接收射频板主要包括多级放大链路、滤波器组、AGC(自动增益控制)，其之间的关系是信号接收分别通过多级放大链路、滤波器组最后通过AGC，它完成接收信号的选频、降噪和有选择的放大以达到ADC的处理要求。该多级放大链路是由一级LNA和两级增益模块IFA以及带通滤波器实现，第一级LNA为mag62563，第二、第三级为中频增益模块ADL5535 ;该滤波器组采用RBP-204+型号；该々60米用AD8367型号；该发射射频板包括滤波器组、功率放大器、定向稱合器,其之间的关系是信号发射分别通过滤波器组、功率放大器最后通过定向耦合器，它完成输出信号的滤波和功率放大。该滤波器组采用RBP-204+型号；该功率放大器采用TCCH-80+型号；该定向耦合器采用JDC-6-1型号；该中频基带处理板则主要包括ADC、FPGA、DSP、数字上变频(DUC)等，其之间的关系是接收射频板信号从ADC采样后到FPGA与DSP中进行处理然后信号通过DUC进行数字上变频后连接发射射频板；它完成模数/数模转换、数字上下变频以及信号处理，其中信号处理包括频谱资源管理、数据通信信息的提取和通过PCI接口与PC机的数据交互。该ADC采用ADS62p49型号；该FPGA采用Xilinx公司Spartan-3系列芯片；该DSP采用TMS320C6455型号；该DUC采用AD9957型号。以下是硬件平台的关键指数设计。(I)ADC量化位数和采样频率所选ADC为ADS62p49，量化位数n为14，采样率彡250Mhz可配。在设计中，根据带通采样理论，对于中心频率fo = 195Mhz，信号带宽为40Mhz的宽带中频信号。为了保证采样后获得与被采频段一致的完整基带信号，确定n为偶数，设采样频率为fs，则
权利要求
1.一种基于频谱感知的软件无线电系统，其特征在于该系统由接收射频板、发射射频板与中频基带处理板三个部分组成；接收射频板连接中频基带处理板，中频基带处理板连接发射射频板，其信号走向是信号从接收射频板接收后到中频基带处理板进行处理后由发射射频板发射；该接收射频板包括多级放大链路、滤波器组和自动增益控制AGC，信号接收分别通过多级放大链路、滤波器组最后通过AGC，它完成接收信号的选频、降噪和有选择的放大以达到ADC的处理要求；该多级放大链路是由一级LNA和两级增益模块IFA以及带通滤波器实现，第一级LNA为mag62563，第二、第三级为中频增益模块ADL5535 ;该滤波器组采用RBP-204+型号，该AGC采用AD8367型号；该发射射频板包括滤波器组、功率放大器和定向耦合器，信号发射分别通过滤波器组、功率放大器最后通过定向耦合器，它完成输出信号的滤波和功率放大；该滤波器组采用RBP-204+型号，该功率放大器采用TCCH-80+型号，该定向耦合器采用JDC-6-1型号；该中频基带处理板则包括ADC、FPGA、DSP、数字上变频DUC,接收射频板信号从ADC采样后到FPGA与DSP中进行处理然后信号通过DUC进行数字上变频后连接发射射频板；它完成模数/数模转换、数字上下变频以及信号处理，其中信号处理包括频谱资源管理、数据通信信息的提取和通过PCI接口与PC机的数据交互；该ADC采用ADS62p49型号；该FPGA采用Spartan-3系列芯片；该DSP采用TMS320C6455型号；该DUC采用AD9957型号。
全文摘要
一种基于频谱感知的软件无线电系统，该系统由接收射频板、发射射频板与中频基带处理板三个部分组成；接收射频板连接中频基带处理板，中频基带处理板连接发射射频板，其信号走向是信号从接收射频板接收后到中频基带处理板进行处理后由发射射频板发射。其中，该接收射频板包括多级放大链路、滤波器组和自动增益控制AGC；该发射射频板包括滤波器组、功率放大器和定向耦合器；该中频基带处理板则包括ADC、FPGA、DSP、数字上变频DUC；它是一种频谱感知的软件无线电平台，具有优秀可扩展性，针对中国电视信号发射设备频段紧张的现有情况，它能够将暂时空闲的频谱资源加以利用，使得频谱资源的紧张状况得到极大的改善。
文档编号H04B1/00GK102664642SQ20121010210
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者吴智杰, 张昕, 赵琦, 韦松成, 黄维东 申请人:北京航空航天大学
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