一种软件无线电通信系统的制作方法
专利名称:一种软件无线电通信系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种软件无线电通信系统，包含天馈系统(1)、收发模块(2)、处理器模块(3)、计算机(4)。所述天馈系统(1)与收发模块(2)通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接；所述收发模块(2)分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块(3)连接，收发模块(2)包含直接变频收发机芯片；所述处理器模块(3)通过网口与计算机(4)连接，处理器模块(3)包含SoC芯片。本实用新型涉及的软件无线电系统，满足了软件无线电对硬件的要求，工作频带宽，可重构性好，体积紧凑。
【专利说明】
一种软件无线电通信系统
技术领域
[0001]本发明涉及的是无线通信领域的收发机系统，尤其涉及一种软件无线电通信系统。
【背景技术】
[0002]现代无线通信系统正面临着一系列新的挑战，一方面，无线电通信产品的升级换代迅速，研发周期日益缩短，原有的以硬件为主的无线电通信系统难以适应其发展;另一方面，多种通信体制并存，各自结构不同且遵循不同的通信协议，各系统之间的互联十分困难。1992年全美电信年会，Joe.Mitola首次提出软件无线电的概念。软件无线电的核心思想是通过构建一个开放性、标准化、模块化的硬件平台，而通过软件的加载来实现诸如工作频段、调制类型、数据格式、加密格式等各种通信模块的功能。
[0003]理想的软件无线电应具备以下特点:(I)灵活的、能由软件控制和编程的收发机结构；(2)无线电设备的功能主要由数字信号处理器实现；(3)通过空中接口的可重编程性(可下载新软件的可能性)；(4)支持多模式多标准。通过使用软件，建立适用于多业务、多标准、多频段、可重配置和可重编程的无线电系统。
[0004]目前软件无线电系统中广泛使用的中频数字化方式，先将射频信号变频到中频再进行数字化基带处理，由于受到模拟变频器性能的限制，其工作频带窄，可重构性差，体积较大。
[0005]本发明涉及一种基于最新技术的软件无线电系统架构，采用了SoC技术及直接变频收发机技术，本发明涉及的软件无线电系统，满足了软件无线电对硬件的要求，工作频带宽，可重构性好，体积紧凑，是一套完善理想的软件无线电系统解决方案，预计具有显著地经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有软件无线电通信系统的不足，公开了一种新的软件无线电通信系统，满足了软件无线电对硬件的要求，工作频带宽，可重构性好，体积紧凑，是一套完善理想的软件无线电系统解决方案，预计具有显著地经济效益。
[0007]本发明的发明目的通过以下技术方案实现:
[0008]—种软件无线电通信系统，包含天馈系统1、收发模块2、处理器模块3、计算机4;
[0009]所述天馈系统I与收发模块2通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接；
[0010]所述收发模块2分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块3连接，收发模块2包含直接变频收发机芯片；
[0011 ]所述处理器模块3通过网口与计算机4连接，处理器模块3包含SoC芯片。
[0012]优选地，所述天馈系统包含发射通道和接收通道，所述发射通道包含依次连接的第一可重构滤波器13、功放14和天线;所述接收通道包含依次连接的天线、低噪声放大器11和第二可重构滤波器12。
[0013]优选地，所述SoC芯片包含一个FPGA核和一个ARM核，FPGA核和ARM核之间通过AXI4片上高速总线连接。
[0014]进一步，所述的软件无线电通信系统，其特征在于还包含电源模块5，所述电源模块5为天馈系统1、收发模块2、处理器模块3提供电源。
[0015]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:
[0016]本发明所述软件无线电通信系统，通过采用直接变频收发机芯片，实现了较宽的工作频带，较好的可重构性及较小的体积，通过采用SoC芯片替代传统的信号处理板，实现了体积小，数据带宽宽的特性。该软件无线电系统工作频带宽，可重构性好，体积小，可以适用于多种通信收发系统的要求。
【附图说明】
[0017]图1为本发明涉及的软件无线电系统架构示意图；
[0018]图2为本发明实施例中天馈系统的结构示意图；
【具体实施方式】
[0019]为了使发明的技术手段、创作特征，达成目的与功效。下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0020]图1所示的一种软件无线电通信系统，包含天馈系统1、收发模块2、处理器模块3、计算机4和电源模块5。
[0021]所述天馈系统I与收发模块2通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接。如图2所示，所述的天馈系统I，包含发射通道和接收通道，所述发射通道包含依次连接的第一可重构滤波器13、功放14和天线;所述接收通道包含依次连接的天线、低噪声放大器11和第二可重构滤波器12。
[0022]所述收发模块2分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块3连接，收发模块2包含直接变频收发机芯片。所述收发模块2与处理器模块3通过SPI传递控制信息，通过LVDS传递数字中频信息，通过离散线控制收发模块的其他端口。在本实施例中，收发模块2的直接变频收发机芯片选用AD公司的AD9361，其工作频段为70MHz?6GHz，带宽最大支持58MHz。
[0023]所述处理器模块3通过网口与计算机4连接，处理器模块3包含SoC芯片。在本实施例中，处理器模块3的SoC芯片选用XiIinx公司的xc7z020系列处理器，其包括一个FPGA核和一个ARM核。控制软件及基带软件驻留在处理器模块中。
[0024]所述电源模块5为天馈系统1、收发模块2、处理器模块3提供电源。
[0025]发射时，收发模块将基带送来的数字IQ两路信号进行数字滤波，转换为模拟零中频信号，并在芯片内部经由模拟滤波、放大、增益控制、调制到射频频点送至天馈系统，天馈系统将收发模块送来的射频信号放大，经由天线发射到自由空间中去。
[0026]接收时，天馈系统将接收信号进行滤波和低噪声放大，送至收发模块进行处理;收发模块接收天馈系统的信号，下变频至模拟零中频，进行增益控制、模拟滤波、采样转换为数字IQ信号，经过数字滤波送至处理器模块中进行信号处理。
[0027]本实施例工作频带为70MHz?6GHz，带宽为58MHz以内均可配置，调制方式可配置，通道线性可配置，发射功率可配置。该实施例的整体尺寸为30mm X 30mm X 1mm，体积较小。综上所述，本实施例具备了较宽的工作频带，较好的可重构性及较小的体积等显著优势。
[0028]以上所述仅为本发明的一个具体实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种软件无线电通信系统，包含天馈系统(I)、收发模块(2)、处理器模块(3)、计算机(4)，其特征在于: 所述天馈系统(I)与收发模块(2)通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接； 所述收发模块(2)分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块(3)连接，收发模块(2)包含直接变频收发机芯片； 所述处理器模块(3)通过网口与计算机(4)连接，处理器模块(3)包含SoC芯片。2.根据权利要求1所述的软件无线电通信系统，其特征在于所述天馈系统包含发射通道和接收通道，所述发射通道包含依次连接的第一可重构滤波器(13)、功放(14)和天线;所述接收通道包含依次连接的天线、低噪声放大器(11)和第二可重构滤波器(12)。3.根据权利要求1所述的软件无线电通信系统，其特征在于所述SoC芯片包含一个FPGA核和一个ARM核，FPGA核和ARM核之间通过AXI4片上高速总线连接。4.据权利要求1所述的软件无线电通信系统，其特征在于还包含电源模块(5)，所述电源模块(5)为天馈系统(1)、收发模块(2)、处理器模块(3)提供电源。
【文档编号】H04B1/40GK205725712SQ201620306714
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】毛金荣, 张海辉, 杨俊鹏, 李裕, 彭文攀
【申请人】中国航空无线电电子研究所
【专利摘要】本实用新型公开了一种软件无线电通信系统，包含天馈系统(1)、收发模块(2)、处理器模块(3)、计算机(4)。所述天馈系统(1)与收发模块(2)通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接；所述收发模块(2)分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块(3)连接，收发模块(2)包含直接变频收发机芯片；所述处理器模块(3)通过网口与计算机(4)连接，处理器模块(3)包含SoC芯片。本实用新型涉及的软件无线电系统，满足了软件无线电对硬件的要求，工作频带宽，可重构性好，体积紧凑。
【专利说明】
一种软件无线电通信系统
技术领域
[0001]本发明涉及的是无线通信领域的收发机系统，尤其涉及一种软件无线电通信系统。
【背景技术】
[0002]现代无线通信系统正面临着一系列新的挑战，一方面，无线电通信产品的升级换代迅速，研发周期日益缩短，原有的以硬件为主的无线电通信系统难以适应其发展;另一方面，多种通信体制并存，各自结构不同且遵循不同的通信协议，各系统之间的互联十分困难。1992年全美电信年会，Joe.Mitola首次提出软件无线电的概念。软件无线电的核心思想是通过构建一个开放性、标准化、模块化的硬件平台，而通过软件的加载来实现诸如工作频段、调制类型、数据格式、加密格式等各种通信模块的功能。
[0003]理想的软件无线电应具备以下特点:(I)灵活的、能由软件控制和编程的收发机结构；(2)无线电设备的功能主要由数字信号处理器实现；(3)通过空中接口的可重编程性(可下载新软件的可能性)；(4)支持多模式多标准。通过使用软件，建立适用于多业务、多标准、多频段、可重配置和可重编程的无线电系统。
[0004]目前软件无线电系统中广泛使用的中频数字化方式，先将射频信号变频到中频再进行数字化基带处理，由于受到模拟变频器性能的限制，其工作频带窄，可重构性差，体积较大。
[0005]本发明涉及一种基于最新技术的软件无线电系统架构，采用了SoC技术及直接变频收发机技术，本发明涉及的软件无线电系统，满足了软件无线电对硬件的要求，工作频带宽，可重构性好，体积紧凑，是一套完善理想的软件无线电系统解决方案，预计具有显著地经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有软件无线电通信系统的不足，公开了一种新的软件无线电通信系统，满足了软件无线电对硬件的要求，工作频带宽，可重构性好，体积紧凑，是一套完善理想的软件无线电系统解决方案，预计具有显著地经济效益。
[0007]本发明的发明目的通过以下技术方案实现:
[0008]—种软件无线电通信系统，包含天馈系统1、收发模块2、处理器模块3、计算机4;
[0009]所述天馈系统I与收发模块2通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接；
[0010]所述收发模块2分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块3连接，收发模块2包含直接变频收发机芯片；
[0011 ]所述处理器模块3通过网口与计算机4连接，处理器模块3包含SoC芯片。
[0012]优选地，所述天馈系统包含发射通道和接收通道，所述发射通道包含依次连接的第一可重构滤波器13、功放14和天线;所述接收通道包含依次连接的天线、低噪声放大器11和第二可重构滤波器12。
[0013]优选地，所述SoC芯片包含一个FPGA核和一个ARM核，FPGA核和ARM核之间通过AXI4片上高速总线连接。
[0014]进一步，所述的软件无线电通信系统，其特征在于还包含电源模块5，所述电源模块5为天馈系统1、收发模块2、处理器模块3提供电源。
[0015]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:
[0016]本发明所述软件无线电通信系统，通过采用直接变频收发机芯片，实现了较宽的工作频带，较好的可重构性及较小的体积，通过采用SoC芯片替代传统的信号处理板，实现了体积小，数据带宽宽的特性。该软件无线电系统工作频带宽，可重构性好，体积小，可以适用于多种通信收发系统的要求。
【附图说明】
[0017]图1为本发明涉及的软件无线电系统架构示意图；
[0018]图2为本发明实施例中天馈系统的结构示意图；
【具体实施方式】
[0019]为了使发明的技术手段、创作特征，达成目的与功效。下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0020]图1所示的一种软件无线电通信系统，包含天馈系统1、收发模块2、处理器模块3、计算机4和电源模块5。
[0021]所述天馈系统I与收发模块2通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接。如图2所示，所述的天馈系统I，包含发射通道和接收通道，所述发射通道包含依次连接的第一可重构滤波器13、功放14和天线;所述接收通道包含依次连接的天线、低噪声放大器11和第二可重构滤波器12。
[0022]所述收发模块2分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块3连接，收发模块2包含直接变频收发机芯片。所述收发模块2与处理器模块3通过SPI传递控制信息，通过LVDS传递数字中频信息，通过离散线控制收发模块的其他端口。在本实施例中，收发模块2的直接变频收发机芯片选用AD公司的AD9361，其工作频段为70MHz?6GHz，带宽最大支持58MHz。
[0023]所述处理器模块3通过网口与计算机4连接，处理器模块3包含SoC芯片。在本实施例中，处理器模块3的SoC芯片选用XiIinx公司的xc7z020系列处理器，其包括一个FPGA核和一个ARM核。控制软件及基带软件驻留在处理器模块中。
[0024]所述电源模块5为天馈系统1、收发模块2、处理器模块3提供电源。
[0025]发射时，收发模块将基带送来的数字IQ两路信号进行数字滤波，转换为模拟零中频信号，并在芯片内部经由模拟滤波、放大、增益控制、调制到射频频点送至天馈系统，天馈系统将收发模块送来的射频信号放大，经由天线发射到自由空间中去。
[0026]接收时，天馈系统将接收信号进行滤波和低噪声放大，送至收发模块进行处理;收发模块接收天馈系统的信号，下变频至模拟零中频，进行增益控制、模拟滤波、采样转换为数字IQ信号，经过数字滤波送至处理器模块中进行信号处理。
[0027]本实施例工作频带为70MHz?6GHz，带宽为58MHz以内均可配置，调制方式可配置，通道线性可配置，发射功率可配置。该实施例的整体尺寸为30mm X 30mm X 1mm，体积较小。综上所述，本实施例具备了较宽的工作频带，较好的可重构性及较小的体积等显著优势。
[0028]以上所述仅为本发明的一个具体实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种软件无线电通信系统，包含天馈系统(I)、收发模块(2)、处理器模块(3)、计算机(4)，其特征在于: 所述天馈系统(I)与收发模块(2)通过射频线连接，与处理器模块通过控制线连接； 所述收发模块(2)分别通过SPI总线、LVDS和离散线与处理器模块(3)连接，收发模块(2)包含直接变频收发机芯片； 所述处理器模块(3)通过网口与计算机(4)连接，处理器模块(3)包含SoC芯片。2.根据权利要求1所述的软件无线电通信系统，其特征在于所述天馈系统包含发射通道和接收通道，所述发射通道包含依次连接的第一可重构滤波器(13)、功放(14)和天线;所述接收通道包含依次连接的天线、低噪声放大器(11)和第二可重构滤波器(12)。3.根据权利要求1所述的软件无线电通信系统，其特征在于所述SoC芯片包含一个FPGA核和一个ARM核，FPGA核和ARM核之间通过AXI4片上高速总线连接。4.据权利要求1所述的软件无线电通信系统，其特征在于还包含电源模块(5)，所述电源模块(5)为天馈系统(1)、收发模块(2)、处理器模块(3)提供电源。
【文档编号】H04B1/40GK205725712SQ201620306714
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】毛金荣, 张海辉, 杨俊鹏, 李裕, 彭文攀
【申请人】中国航空无线电电子研究所
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