[发明专利]一种通用型数字中频接收机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种数字中频接收机，尤其是具有多通道灵活组合和并行处理结构的具有良好通用性的数字中频接收机，该发明的技术领域属于软件无线电技术领域。

背景技术

传统的无线电系统为模拟无线电系统，一般为超外差结构。

如图1所示，超外差结构的传统模拟无线电接收系统，包括射频前端模块101、下变频模块102、本振模块103、中频带通滤波模块104、解调模块105和基带处理模块106，射频信号经过以上模块依次处理后，转换为最终结果输出给用户107，以上各模块全部采用模拟方式，不同的通信系统中所用频段、调制方式，均对应于不同的硬件结构，因而不同的通信系统之间很难互通。

为了解决传统的模拟无线通信系统所存在的兼容难、升级难、开发周期长等难题，人们提出了软件无线电的概念。软件无线电的中心思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件编程来完成，并使宽带AD转换器和DA转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。

较理想的软件无线电系统的结构是ADC、DAC直接在射频部分实现，但这对AD、DA以及后续的数字信号处理速度提出了非常高的要求，由于目前器件处理速度的限制，很难实现对射频信号直接进行高精度采样并进行后续的数字处理，但实现中频信号的高精度采样和后续的数字处理却是切实可行的，所以采用宽带数字中频接收机技术是目前实现软件无线电一种首选方案。

如图2所示，目前可行的软件无线电接收系统，包括射频前端模块101、下变频模块102.、本振模块103、中频带通滤波模块104、ADC模块202、数字下变频模块203和数字基带处理模块204，射频信号经过以上模块依次处理后，转换为最终结果输出给用户107。其中，组件201即构成为一个数字中频接收机，包括ADC模块202、数字下变频模块203和数字基带处理模块204。

目前的很多数字中频接收机都是针对某个具体应用设计的，不同的接收机的技术方案差别大，通用性差，并且成本较高，性价比低，往往只能作为实验平台，不能真正地产品化。

从所选用的技术方案来看，目前的数字中频接收机大致可分为以下三类：

(1)ASIC(专用集成电路，Application Specific Integrated Circuit)方案

(2)DSP(数字信号处理器，Digital Signal Processor)方案

(3)FPGA(现场可编程门阵列，Field Programmable Gate Array)方案

图3A所示为ASIC方案的数字中频接收机305，主要由ADC模块202、ASIC模块301、输出模块304构成；ASIC方案接收机的主要优点是设计周期短，结构简单，成本较低，但其灵活性差，通用性差；图3B所示为DSP方案的数字中频接收机306，主要由ADC模块202、DSP模块302、输出模块304构成；DSP方案接收机的优点是串行处理速度高，寻址方式灵活，适合处理具有复杂控制结构的算法，但其并行处理能力较差；图3C所示为FPGA方案的数字中频接收机307，主要由ADC模块202、FPGA模块303、输出模块304构成；FPGA方案接收机的优点是并行处理速度高，适合处理数据量大，运算结构相对简单的算法，但不适合处理具有复杂控制结构的算法。目前也有少量DSP和FPGA结合的方案，不过通用性仍然不够好。

以上所述三种技术方案的接收机往往都基于不同的应用来设计，技术方案差别大，通用性差，如果具体应用对系统性能要求较高，则以上技术方案的成本会很高，性价比较低。

从接收体制上来说，目前的数字中频接收机大致分为以下两类：

(1)基于通道数字下变频的数字中频接收机，以下简称为通道数字下变频接收机；

(2)基于多相滤波的信道化数字中频接收机，以下简称为多相滤波信道化接收机。

通道数字下变频接收机的优点在于，视野集中，能灵活地改变中心频率和调整带宽，适合做灵活的通道接收，但通道数量少，缺乏频段整体信息，难于搜索、监视和截获全概率的信号。

多相滤波信道化接收机的优点在于，通道数量多，视野广阔，能实现全概率截获，适合做全概率接收，但是结构固定，不便调整参数，缺乏灵活性。

发明内容