软件无线电接收机设计思路

软件无线电的结构基本上分为三种：射频低通采样数字化结构、射频带通采样数字化结构和宽带中频带通采样数字化结构。其中，射频低通采样数字化结构的软件无线电，对A/D转换器的性能如转换速度、工作带宽和动态范围等提出了非常高的要求，同时对后续的DSP或ASIC（专用集成电路）的处理速度要求也特别高。射频带通采样结构的软件无线电，虽然对后续DSP的处理速度要求不高，但是这种结构对A/D工作带宽的要求（实际上主要是对于A/D中采样保持器的速度要求）是比较高的。与前两种结构相比，宽带中频带通采样软件无线电结构，不仅不需要第一种结构所要求的超高速采样，也不要求第二种结构所需的高精度、高工作带宽所要求的采样保持放大器，使A/D设计大大简化，其代价只是增加了一些前端的复杂性，综合以上分析讨论，宽带中频带通采样软件无线电结构是近期软件无线电研究中一种较可行的设计方案。 一、软件无线电接收机硬件设计思路 硬件电路的实现是检验理论的最有效的方法，基于软件无线电的通信系统是基于中频带通采样数字化结构的，使用专用数字下变频芯片HSP50214进行设计的软件无线电接收机，可实现模拟下变频、采样、数字下变频、信号处理和模拟输出等功能。此接收机的整体设计思路包括以下几个模块： (1)模拟前端。此部分主要是实现射频信号的模拟下变频，将信号变换成中频，模块的主要器件可采用UV1316。 (2)中频放大A/D采样模块。此模块主要实现对信号的中频放大和高速A/D采样，器件可选用中频放大芯片MAX4265和A/D采样芯片MAX1444。 (3)数字下变频模块。此部分主要功能是从输入的宽带高速数据流的数字信号中提取所需的窄带信号，将其下变频为数字基带信号，并转换成较低的数据流。 (4)直接数字合成器模块。直接数字合成器部分可利用AD公司的AD9851芯片实现可变采样频率的合成。AD9851的功能十分强大，在本系统中用作产生数字可调的A/D芯片的采样时钟和DDC芯片HSP50214B的采样时钟输入信号CLKIN。其目的是为了满足DDC的CLKIN等于A/D采样频率的倍数关系，并且实现可变采样频率采样，增加系统的灵活性。 (5)数字信号处理（DSP）模块。本系统可应用TMS320C5402高速定点DSP芯片，它在整个系统中起着中心控制和实现数字调制解调等数字信号处理算法的功能，是整个系统的核心。 (6)D/A转换模拟功放模块。D/A转换模拟功放模块可采用MAX525芯片和MAX4298芯片，主要实现对数字信号的数模转换，并对模拟信号进行功率放大。 结语 基于软件无线电结构的通信信号调制解调通用平台软件，通信系统可以实现对多种模拟、数字调制解调模式的兼容，如要实现对信号其它模式的调制解调，只需基于此结构添加新的调制解调算法即可，而不需要改变系统整体的结构。 总之，在现代的移动通信系统中，信令部分已经是用软件完成，软件无线电的任务是将通信协议及软件标准化、通用化和模块化。同时，把现有的各种无线信令按软件无线电的要求划分成几个标准的层次，开发出标准的信令模块，研究通用信令框架。软件无线电的关键和重点技术使其具有相对于传统数字电台的优越性，让软件无线电技术在具有多元化功能的同时，也为电台的宽频段提供了必要的保证。