高带宽软件无线电开发平台的制作方法

本发明涉及电子技术领域，具体领域为一种高带宽软件无线电开发平台。

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。

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，全部可编程包括可编程射频波段、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及数模变换器尽可能地靠近射频天线。而传统的软件无线电平台架构，由分立的lna、mixer等芯片组成射频收发链路，体积大，电路复杂，能耗高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高带宽软件无线电开发平台，以解决现有技术中软件无线电开发平台的不足。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种高带宽软件无线电开发平台，包括射频单元、时钟单元、主控单元、数字信号处理单元及电源单元，射频单元与数字信号处理单元连接，主控单元与数字信号处理单元连接，时钟单元通过与数字信号处理单元连接为整个平台提供时钟，电源单元为平台中各元件提供高效的电能。

优选的，所述射频单元包括射频收发器，射频接收链路上的低噪声放大器、数字衰减器及声表滤波器依次连接配合所述射频收发器，接收端口与所述低噪声放大器连接；射频发射链路上的定向耦合器、增益放大器及声表滤波器依次连接配合所述射频收发器，发射端口与所述定向耦合器连接。

优选的，所述射频收发器还通过射频开关与观察端口连接，射频收发器还连接有接收外部本振端口及嗅探端口。

优选的，所述射频收发器选用adi最先进的rftransceiverad937x系列芯片。

优选的，所述时钟单元选用ad9528芯片给整个平台提供时钟。

优选的，所述时钟芯片的外部连接恒温晶振及压控晶振，产生震荡电流，发出时钟信号。

优选的，所述主控单元选用arm9芯片，所述ad937x系列芯片和ad9528芯片通过arm9上运行的嵌入式linux配置。

优选的，数字信号处理单元采用xilinx新一代的artix-7fpga芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：以fpga作为系统的主芯片，配合射频收发器完成平台的搭建，使软件无线电系统能够得到最大程度的系统处理能力，更多的利用软件来实现通信功能，提供平台的通用性及可扩展性，减少元件的数目，降低能耗。

附图说明

图1为本发明软件无线电开发平台的原理框图；

图2为时钟芯片ad9528的外围电路实施例图；

图3是arm9芯片的外围电路实施例图；

图4为fpga模块的框架图；

图5为fpga芯片的外围连接图；

图6为本振频率指标测试曲线图；

图7为镜像抑制指标测试曲线图；

图8为增益平坦度测试曲线图；

图9为相位噪声测试曲线图；

图10为邻信道功率比测试曲线图；

图11为误差向量幅值测试曲线图；

图12为edge模板测试结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：高带宽软件无线电开发平台，包括射频单元、时钟单元、主控单元、数字信号处理单元及电源单元，射频单元与数字信号处理单元连接，主控单元与数字信号处理单元连接，时钟单元通过与数字信号处理单元连接为整个平台提供时钟，电源单元为平台中各元件提供高效的电能。

射频单元包括射频收发器，射频接收(rx)链路上的低噪声放大器、数字衰减器及声表滤波器依次连接配合射频收发器，接收端口与低噪声放大器连接；射频发射(tx)链路上的定向耦合器、增益放大器及声表滤波器依次连接配合射频收发器，发射端口与定向耦合器连接，观察端口(orx)通过射频开关与射频收发器连接，射频收发器还连接有接收外部本振端口及嗅探端口。本实施例中，射频接收链路和射频发射链路均包含两路，观察端口也包括两个，而射频收发器选用adi最先进的rftransceiverad937x系列芯片，整个射频单元具有超高的集成度和灵活高性能的特点，该芯片支持接收100mhz、发射250mhz、反馈250mhz的带宽以及300mhz到6ghz的射频接收发射频率范围。

本实施例中，时钟单元选用ad9528给整个平台提供时钟，本实施例的具体电路如图2所示，支持远端光纤时钟恢复，便于通信系统的近远端同步。时钟芯片的外部连接恒温晶振及压控晶振，产生震荡电流，发出时钟信号。

主控单元选用arm9芯片，本实施例的具体电路如图3所示，ad937x芯片和ad9528芯片通过arm9上运行的嵌入式linux配置，使用者通过串口在上位机上与本申请的平台进行参数设置。

数字信号处理单元采用xilinx新一代的artix-7fpga芯片，具有丰富的dsp与logic资源，同时兼容7a100t/7a200t，方便使用者根据具体情况进行选择，相关可变参数(如fpga内各个模块的功能选择，外围数字衰减器芯片衰减、ad937x系列芯片频点等)，可通过串口在上位机上进行修改。如图4所示，本实施例的fpga模块的框架图，如图5所示，本实施例的fpga芯片的外围连接图，当接收相同数据速率时，不需要上变模块up2，datacapture模块可选择抓取rx/tx/orx一定深度的数据，通过arm传输到上位机，便于使用者直接通过matlab进行频谱分析。

对本申请的开发平台进行以下测试：

1、本振频率(lo)及镜像抑制指标

测试条件：单音信号模式，信号源输入功率为-14dbm，经过本申请的开发平台后，输出至频谱仪的功率为-5dbm，测试结果如果3、4所示。

2、增益平坦度：

测试条件：单音信号模式，信号源输入功率为-20dbm，经过本申请的开发平台后，输出至频谱仪的功率为-11dbm，测试结果如图5所示，图中纵坐标的标尺1db/db

3、相位噪声

测试条件：单音信号模式，信号源输入功率为-14dbm，经过本申请的开发平台后，输出至频谱仪的功率为-9dbm，测试结果如图6所示。

4、邻信道功率比

测试条件：wcdma信号模式，信号源输入功率为-24dbm，经过本申请的开发平台后，输出至频谱仪的功率为-15dbm，测试结果如图7所示。

5、误差向量幅值

测试条件：tdd-let信号模式，20mhz带宽，信号源输入功率为-24dbm，经过本申请的开发平台后，输出至频谱仪的功率为-15dbm，测试结果如图8所示。

6、edge(enhanceddatarateforgsmevolution，即增强型数据速率gsm演进技术)模板：

测试条件：edge信号模式，信号源输入功率为-24dbm，经过本申请的开发平台后，输出至频谱仪的功率为-11dbm，测试结果如图9所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。