基于FPGA的软件无线电试验平台设计.PDF

文章编号 (2002) 03000 105 　 基于 FP GA 的软件无线电实验平台设计 刘 　隽 , 　董金明 , 　江 　岱 (北京航空航天大学 ,北京 100083) 　　【摘要】介绍了一种“基于可重构器件的软件无线电基带数据处理实验平台”。该 实验平台将开发重点定位于数字调制解调算法的硬件实现以及多模式信号处理选择 的软件控制 ,主要研究了现阶段软件无线电可行的体系结构 ,对其中硬件平台部分进 行了详细的分析与设计 。 　　关键词 :软件无线电;FP GA ;可重构系统 ; EDA 　　图书分类号 : TN 9 14 . 3 　　　文献标识码 :A 　 　　包括环境识别和高级控制 。这部分是类实时的 一 、引　言 处理部分 ,它负责持续的检测信道环境 ,对接收到的 数据进行检测和评估 ,完成对信道类型的识别 ,信道 ( ) 　　“软件无线电”Software Radio 由J . Mitola 于 参数的估计 ,并根据当前信道的状态来控制信道数 1992 年提出。它的核心思想是在尽可能靠近天线 据处理部分的处理操作 ,诸如调用 FF T 、小波变换 的地方使用 A/ D 和 D/ A 转换器 , 并且用高速 的 等信号处理模块 。 D SP/ CPU 代替传统的专用数字 电路与低速 D SP/ CPU 做 A/ D 后的一系列处理 ,在通用的硬件平台 上 , 尽最大 的可能通过软件来定义无线 电的功 能[5 、6 ] 。其主要优点是灵活性 :在软件无线电中 ,诸 如信道带宽、调制以及编码等可以动态地调整 , 以适 应不同的标准和环境 、网络通信负荷以及用户需求 的变化 。 　　1995 年J . Mitola 又发表了软件无线电结构的 定义 ,如图 1 所示 。软件无线电体系结构包括三个 部分 : ( 1. 实时信道数据处理部分 对应图 1 中加下划 线文字部分) 　　包括 A/ D 、D/ A 、变频 、信道分离 、调制解调和码 流处理等数据处理模块 ,负责对接收和发送的信息 数据进行处理 。以接收为例 , 通过宽带的 A/ D 将 图 1 　软件无线电结构图[ 1 ] RF 信号转为数字信号 ,进行信道分离 、解调和基带 　　3 . 系统分析和功能强化部分(对应图 1 中斜体 信号处理 ,最后将处理好的数据送到下级设备 。在 文字部分) 这一部分中 ,A/ D 转换后的工作由软件完成 。 　　系统处理信号的能力需要不断的更新和加强 , ( ) 这才是成熟的通信系统 ,系统分析和功能强化部分 　　2 . 环境管理部分 对应图 1 中粗体文字部分 作者简介 :刘隽 ,北京航空航天大学 ,硕士研究生 。 《无线通信技术》2002 年第 3 期 — 1 — © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 可以完成这一工作 。它与信道处理的数据流相连 , 可以调试算法 、测试不同的参数设置 、检测信号处理 的参数值及资源状况 。它能够无线下载新的处理软 件 ,对系统进行重新配置 , 以增强系统的功能 。 　　由于受到硬件发展水平的限制 , 目前的软件无 线电的实现采用了折衷的方案 , 即在射频端与宽带 A/ D/ A 之间加入模拟中频部分 ,而在宽带 A/ D/ A 之后的信号处理全部采用软件方式实现 。 　　软件部分从实现方法来划分主要有