基于軟件無線電的基帶信號處理平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)傳電臺的通信傳輸技術，更為具體地，涉及一種基于軟件無線電的單載波或 OFDM (Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing，正交頻分復用)傳輸技術。
【背景技術】
[0002]隨著科技的快速發(fā)展，無線電技術作為一種新的通信體系已受到人們的廣泛關注。在無線電技術中，數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(簡稱數(shù)傳電臺)得到廣泛的應用，數(shù)傳電臺是指通過DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)技術和無線電技術實現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺，但現(xiàn)有的數(shù)傳電臺存在以下問題:
[0003]1、數(shù)傳電臺全部由硬件組成，存在硬件結構功能單一、可擴展性差的缺點；
[0004]2、數(shù)據(jù)平臺的系統(tǒng)帶寬窄，處理的數(shù)據(jù)類型單一，在傳輸不同類型數(shù)據(jù)時，誤碼率較高，且傳輸速率慢、時延高。

【發(fā)明內容】

[0005]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于軟件無線電的基帶信號處理平臺，以解決現(xiàn)有數(shù)傳電臺硬件結構功能單一、可擴展性差等問題。
[0006]本發(fā)明提供一種基于軟件無線電的基帶信號處理平臺，包括數(shù)字信號處理器、與數(shù)字信號處理器連接的現(xiàn)場可編程門陣列和與現(xiàn)場可編程門陣列連接的中頻接口模塊，中頻接口模塊包括數(shù)字上變頻器和數(shù)字下變頻器；其中，
[0007]數(shù)字信號處理器，用于對數(shù)字基帶信號進行編碼調制或解調解碼；
[0008]現(xiàn)場可編程門陣列，用于對經過編碼調制或解調解碼的數(shù)字基帶信號進行邏輯編程；
[0009]數(shù)字上變頻器，用于將經過邏輯編程的數(shù)字基帶信號轉換為中頻模擬信號；
[0010]數(shù)字下變頻器，用于接收中頻模擬信號，并將其轉換為數(shù)字基帶信號。
[0011]利用本發(fā)明提供的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺，能夠取得的有益效果如下:
[0012]1、處理的數(shù)據(jù)類型多樣性，包括圖像、音頻、報文等類型數(shù)據(jù)；
[0013]2、基于軟件無線電技術和DSP技術相結合的方式實現(xiàn)，通過軟件的加載能夠實現(xiàn)多種無線通信功能；
[0014]3、軟件可升級可重配置，通用性強、結構靈活。
[0015]4、該處理平臺的系統(tǒng)帶寬較寬，數(shù)據(jù)的傳輸速率快、時延低、誤碼率低。
[0016]為了實現(xiàn)上述以及相關目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【附圖說明】
[0017]通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺的結構示意圖；
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的各元器件之間的連接方式示意圖。
[0020]其中的附圖標記包括:數(shù)字信號處理器1、現(xiàn)場可編程門陣列2、中頻接口模塊3、數(shù)字上變頻器4、數(shù)字下變頻器5。
[0021 ] 在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。
【具體實施方式】
[0022]在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。
[0023]以下將結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。
[0024]首先對本發(fā)明中的技術術語作出解釋:
[0025]DSP(digital signal processing):即數(shù)字信號處理，是用數(shù)值計算的方式對信號進行加工的理論和技術，數(shù)字信號處理的目的是對真實世界的連續(xù)模擬信號進行測量或濾波。
[0026]FPGA (Field — Programmable Gate Array):即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在 PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產物，它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。
[0027]本發(fā)明的總體構思是通過DSP技術與軟件無線電技術的結合構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，實現(xiàn)各種無線通信功能，如工作頻段、調制解調類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等，用軟件編程來完成。該硬件平臺是可用軟件控制和再定義的平臺，選用不同軟件模塊就可以實現(xiàn)不同的功能，而且軟件可以升級更新，其硬件也可以像計算機一樣不斷地更新模塊和升級換代。由于軟件無線電的各種功能是用軟件實現(xiàn)的，如果要實現(xiàn)新的業(yè)務或調制方式只要增加一個新的軟件模塊即可。同時，由于硬件平臺能形成各種調制波形和通信協(xié)議，故還可以與舊體制的各種電臺通信，可以延長電臺的使用周期，同時節(jié)約成本開支。
[0028]上述內容構思出了本發(fā)明的一個總體框架，在該框架下，采用DSP芯片(數(shù)字信號處理器)+fpga芯片(現(xiàn)場可編程門陣列)的架構方式組成本發(fā)明的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺。
[0029]具體地，圖1示出了本發(fā)明實施例的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺的結構。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明實施例的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺包括數(shù)字信號處理器1、現(xiàn)場可編程門陣列2和中頻接口模塊3，數(shù)字信號處理器I與現(xiàn)場可編程門陣列2相連，現(xiàn)場可編程門陣列2與中頻接口模塊3相連。
[0031]數(shù)字信號處理器I通過數(shù)據(jù)接口采集外部的數(shù)字基帶信號，對采集到的數(shù)字基帶信號進行編碼和調制，再傳送給現(xiàn)場可編程門陣列2 ;其中，數(shù)字信號處理器I對數(shù)字基帶信號的編碼包括信源編碼和信道編碼，對數(shù)字基帶信號的調制包括16QAM調制和OFDM調制，數(shù)字信號處理器I對數(shù)字基帶信號進行編碼調制必須按照信源編碼、信道編碼、16QAM調制、OFDM調制的順序執(zhí)行。與編碼調制相對應，對數(shù)字基帶信號進行解調解碼必須按照OFDM解調、16QAM解調、信道解碼、信源解碼的順序執(zhí)行。
[0032]現(xiàn)場可編程門陣列2對數(shù)字信號處理器I傳送來的數(shù)字基帶信號進行邏輯編程，邏輯編程包括數(shù)據(jù)格式的轉換、數(shù)據(jù)的組幀和數(shù)據(jù)鏈路的重組，在對數(shù)字基帶信號進行邏輯編程的過程中，必須按照數(shù)據(jù)格式的轉換、數(shù)據(jù)的組幀和數(shù)據(jù)鏈路的重組這個順序操作。
[0033]中頻接口模塊3包括數(shù)字上變頻器4和數(shù)字下變頻器5，數(shù)字上變頻器4可將數(shù)字基帶信號轉換成中頻模擬信號，而數(shù)字下變頻器5可將中頻模擬信號轉換成數(shù)字基帶信號，由此可見，本發(fā)明的提供的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺可以實現(xiàn)兩個功能:
[0034]1、采集外部的數(shù)字基帶信號，對其進行一系列的處理形成中頻模擬信號發(fā)射出去;
[0035]2、接收前述中頻模擬信號，對其進行前述處理的逆處理，最終形成所需要的數(shù)字基帶信號。
[0036]從上述兩個功能可以看出，本發(fā)明的提供的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺需要配對使用，基于一發(fā)一收原理，該處理平臺可以單獨具有數(shù)字上變頻器或數(shù)字下變頻器，實現(xiàn)單一的發(fā)或收功能，也可以同時具有數(shù)字上變頻器或數(shù)字下變頻器，實現(xiàn)收發(fā)雙功會K。
[0037]對于本發(fā)明提供的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺的發(fā)射功能，其數(shù)據(jù)處理流程為:
[0038]I)數(shù)字信號處理器I通過數(shù)據(jù)接口采集外部傳來的數(shù)字基帶信號，并對數(shù)字基帶信號進行信源編碼、信道編碼、16QAM調制、OFDM調制；
[0039]2)數(shù)字信號處理器I將處理過的數(shù)字基帶信號傳送給現(xiàn)場可編程門陣列2 ;
[0040]3)現(xiàn)場可編程門陣列2對數(shù)字基帶信號進行邏輯編程，其順序為數(shù)據(jù)格式的轉換、數(shù)據(jù)的組幀和數(shù)據(jù)鏈路的重組；
[0041]4)現(xiàn)場可編程門陣列2將經過邏輯編程的數(shù)字基帶信號發(fā)送給數(shù)字上變頻器4 ;
[0042]5)數(shù)字上變頻器4對數(shù)字基帶信號進行內插、濾波、數(shù)/模轉換，形成中頻模擬信號;
[0043]需要說明的是，內插是指通過數(shù)字上變頻器4自帶的內插濾波器進行內插濾波，經過混頻后將基帶信號搬移至中頻頻段上。
[0044]6)數(shù)字上變頻器4將形成的中頻模擬信號發(fā)射出去。
[0045]對于本發(fā)明提供的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺的接收功能，其數(shù)據(jù)處理流程為:
[0046]I)數(shù)字下變頻器5接收數(shù)字上變頻器4發(fā)射的中頻模擬信號，并對中頻模擬信號進行模/數(shù)轉換、混頻、抽取、濾波處理，將中頻模擬信號轉化為數(shù)字基帶信號；
[0047]2)數(shù)字下變頻器5將轉換成的數(shù)字基帶信號發(fā)送給現(xiàn)場可編程門陣列2 ;
[0048]3)現(xiàn)場可編程門陣列2對數(shù)字基帶信號進行數(shù)據(jù)格式的轉換、數(shù)據(jù)的組幀、數(shù)據(jù)鏈路的重組處理；
[0049]4)現(xiàn)場可編程門陣列2對數(shù)字基帶信號進行邏輯編程，順序為數(shù)據(jù)格式的轉換、數(shù)據(jù)的組幀和數(shù)據(jù)鏈路的重組；
[0050]5)現(xiàn)場可編程門陣列2將經過邏輯編程的數(shù)字基帶信號發(fā)送給數(shù)字信號處理器I ;
[0051]6)數(shù)字信號處理器I對數(shù)字基帶信號進行OFDM解調、16QAM解調、信道解碼、信源解碼；
[0052]7)數(shù)字基帶信號經數(shù)字信號處理器I的數(shù)據(jù)接口傳送出去。
[0053]上述內容詳細說明了本發(fā)明提供的基于軟件無線電的基帶信號處理平臺的工作原理，下面將詳細說明處理平臺中各個元器件的連接方式。
[0054]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的各元器件之間的連接方式。如圖2所示，數(shù)字信號處理器I為TMS