[实用新型]软件无线电开发平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高性能、结构灵活、资源可裁剪的软件无线电开发平台。本实用新型可应用于雷达、测频测相、电子对抗、通信、软件无线电、图像处理等多种应用领域。

背景技术

软件定义的无线电 (SDR) 是无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。换言之，频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。SDR 针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备的问题提供有效而安全的解决方案。

SDR 能够重新编程或重新配置，从而通过动态加载新的波形和协议可使用不同的波形和协议操作。这些波形和协议包含各种不同的部分，包括调制技术、在软件中定义为波形本身的一部分的安全和性能特性。

虽然在理论上软件无线电有良好的应用前景，但在实际应用时，它需要极高速的软、硬件处理能力。由于硬件工艺水平的限制，直到今天，纯粹的软件无线电概念也没有在实际产品中得到广泛的应用。但一种基于软件无线电概念基础上的软件定义无线电技术却越来越受到人们的重视。在2001年10月份举行的ITU-8F会议上，软件定义无线电被推荐为今后无线通信发展极有可能的方向。 软件定义无线电是一个系统和体系，它必须有可重新编程和可重构的能力，使设备可以使用于多种标准、多个频带和实现多种功能，它将不仅仅使用可编程器件来实现基带数字信号处理，还将对射频及中频的模拟电路进行编程和重构，目前人们对软件定义无线电的功能的要求包括：重新编程及重新设定的能力、提供并改变业务的能力、支持多标准的能力以及智能化频谱利用的能力等等。应该看到，SDR并不是一种孤立的技术，而是可为所有技术使用的公共平台。 软件定义无线电与软件无线电最重要的一点不同之处在于，前者不要求将全频带内（2MHz～2000MHz）的空中无线信号都收下来，而是通过手动配置/自动查找的方式，逐个频带地找到当前空中最适合于通信的频带和制式。

软件无线电所使用技术广泛应用于无线电通信领域,软件无线电技术首先诞生于军事上的应用,由于其优良的特点,软件无线电技术很快渗透到民用的无线移动通信领域,特别是在即将走向商用前夕的第三代移动通信领域的应用。由于软件无线电技术可将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线,即将AD转换器尽量靠近RF射频前端,利用DSP的强大处理能力和软件的灵活性实现信道分离、调制解调、信道编码译码等工作,从而可为第二代移动通信系统向第三代移动通信系统的平滑过渡提供一个良好的无缝解决方案。软件无线电技术还有在卫星通信领域的应用,特别是现代小卫星的应用。

软件无线电是在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线系统。理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电，并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。全部可编程包括可编程射频（RF）波段、信道接入方式和信道调制，基本思想就是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线,建立一个具有“A/D-DSP-D/A”模型的通用的、开放的硬件平台,在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各种功能模块。目前尽管低功耗DSP、超强功能DSP发展迅速,但DSP在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电发展的关键。

发明内容

为了解决现有软件无线电技术在硬件资源上的制约，本实用新型提供了具有高性能、结构灵活、资源可裁剪，还可应用于雷达、测频测相、电子对抗、通信、软件无线电、图像处理等多种应用领域的软件无线电开发平台。

为实现上述技术效果，本实用新型技术方案是：

本实用新型采用了高性能的FPGA和DSP器件，采用了四通道AD和两通道DA的架构，同时采用了一片DDC/DUC（上下变频器）芯片，为用户实现模拟的上下变频功能。

本实用新型中的FPGA（现场可编程逻辑门阵列）用来实现AD的采集和DA的回放，外时钟、外触发的输入，一路RS232、一路RS422的数据收发以及两片DSP的数据交互；两片FPGA也可通过一个BANK的IO接口来进行数据的交互，增强了数据处理的灵活性以及资源的最大利用。另外，用户也可根据不同的应用环境，自行编写FPGA程序来实现不同软件无线电的算法。

本实用新型中的DSP（数字信号处理器）主要用来实现数字信号处理算法，命令控制，数据流向控制等功能。两片DSP还分别配置了总容量为64Mbit的两片DDR2 SDRAM，为大数据量的DSP算法提供足够的数据缓存。两片DSP之间还通过高速缓冲串口（McBSP）连接，方便数据的交互，提高DSP运算能力。