软件无线电设备的制作方法

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种软件无线电设备。

背景技术：

软件无线电，即软件定义的无线电(Software Defined Radio，SDR)，其是以一种崭新的设计，制造和使用无线通信系统与设备的思想，摆脱了面向用途而完全依赖硬件的传统无线电设计思路，在开放式的通用无线电通信平台上，通过安装相应的软件来完成不同的通信功能，尽可能用软件部分来实现无线通信和传输功能，因此可利用软件升级来实现系统的升级。

现有软件无线电设备的物理数据传输接口的数据传输速度较慢，不能满足高速率数据传输的要求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种软件无线电设备，用于解决现有软件无线电设备数据传输速度慢的问题。

一种软件无线电设备，包括：雷电接口部件、收发部件、以及设置有PCIE接口的中控部件；

其中，所述雷电接口部件与所述中控部件连接，所述中控部件与所述收发部件连接；所述雷电接口部件包括：用于连接外部设备的物理接口元件，以及在第一数据格式和第二数据格式之间进行数据转换的雷电控制器，所述雷电控制器分别连接所述物理接口元件和所述PCIE接口，所述第一数据格式为所述物理接口元件可识别的数据格式，所述第二数据格式为所述PCIE接口可识别的数据格式，所述中控部件为现场可编程门阵列FPGA。

进一步地，所述物理接口元件为USB Type C接口。

进一步地，所述收发部件包括接收模块和发送模块，所述接收模块和所述发送模块均与所述中控部件连接。

进一步地，所述接收模块包括：低噪声放大器、正交解调器、自动增益控制器、A/D转换模块和接收天线；

所述A/D转换模块与所述中控部件和所述自动增益控制器连接，所述正交解调器与所述自动增益控制器和所述低噪声放大器连接，所述接收天线与所述低噪声放大器相连。

进一步地，所述发送模块包括：放大器、正交调制器、滤波器、D/A转换模块和发送天线；

所述D/A转换模块与所述中控部件和所述滤波器连接，所述正交调制器与所述滤波器和所述放大器连接，所述发送天线与所述放大器连接。

本实用新型提供的软件无线电设备，包括收发部件、设置有PCIE接口的中控部件、以及与中控部件连接的雷电接口部件，该雷电接口部件包括用于连接外部设备的物理接口元件和雷电控制器，该雷电控制器能够在PCIE接口和物理接口元件之间进行数据格式的相互转换，从而在实现数据传输的基础上，利用PCIE接口高速率传输的优点，实现软件无线电设备与外部设备之间的高速率数据传输，有效提高数据传输速度，满足高速率传输的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的软件无线电设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的软件无线电设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的软件无线电设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例四提供的软件无线电设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例一提供的软件无线电设备的结构示意图，如图1所示，该软件无线电设备，包括：雷电接口部件1、收发部件2、以及设置有PCIE接口31的中控部件3；

其中，雷电接口部件1与中控部件3连接，中控部件3与收发部件2连接；雷电接口部件1包括：用于连接外部设备的物理接口元件11，以及在第一数据格式和第二数据格式之间进行数据转换的雷电控制器12，雷电控制器12分别连接物理接口元件11和PCIE接口31，第一数据格式为物理接口元件11可识别的数据格式，第二数据格式为PCIE接口31可识别的数据格式。

雷电接口部件1融合PCIE和DisplayPort两种通信协议。其中PCIE接口31用于数据传输，可以非常方便的进行任何类型设备扩展。雷电接口部件1可以由Intel控制芯片驱动，通过PCI-E x4与系统芯片组相连。基于PCIE协议的传输机制能够使数据传输更加方便，同时也能够适应更多的场合。

以实际场景举例来说：当物理接口元件11与外部设备连接时，中控部件3可以通过PCIE接口将需要传输至外部设备的数据快速传输至雷电控制器12，雷电控制器12将该数据的数据格式转换为物理接口元件11可识别的数据格式，并将转换后的数据通过物理接口元件11发送至外部设备。可以理解，当外部设备需要向中控部件3传输数据时，则执行上述过程的逆过程。

具体来说，雷电接口部件1包括用于连接外部设备的物理接口元件11和雷电控制器12。物理接口元件11可以采用USB Type C接口元件，该接口元件扩展性和通用性更好，体积纤薄、传输速度更快并且支持电力传输。

实际应用中，作为核心处理部分的中控部件3，其选择的标准遵循通用、灵活、模块化、可扩展性等原则。为了使中控部件3的硬件平台具有较高的处理速度、效率、较小的功耗，且实时性较高的优点，在实际应用中，可以采用FPGA作为中控部件3，FPGA作为数字硬件的常用硬件，其可以通过软件编程标准硬件描述语言(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，简称VHDL)实现各种数字信号处理，并通过改变配置程序对系统进行升级。

优选地，中控部件3可以采用型号为xc7a100tfgg484的芯片，该型号芯片价格低，功耗小，逻辑元件多，数据处理速度高，且基于PCIE接口，传输速率高。

在软件无线电设备中，正确选择D/A转换模块和A/D转换模块是重要的一步。数模/模数数据转换的选型影响着整个硬件平台的功耗、工作频率、带宽和总体成本。D/A转换模块和A/D转换模块的应用位置一般分为射频、中频和基带三种。从理想的软件无线电的要求来看，射频位置的数据传输转换器最能够满足高速、高精度和宽信号输入范围等要求，但是射频信号高达几百兆至十多吉兆赫兹，工作在这个频段上的数据转换器成本太高。综合考虑优选地，在中频位置的器件是常选的方法，且D/A转换模块和A/D转换模块尽量靠近收发部件，例如，现有技术中的收发部件2大多可以采用ADI公司推出的面向软件无线电应用的AD9361、AD9363、AD9364等，该类型号芯片即可以有效满足软件无线电的要求，也能够合理地控制成本。

在软件无线电平台研究和设计中，需要从时延、带宽、效率、硬件复杂度、通用性等方面综合考虑。根据国内外研究成果，软件无线电平台结构按照功能模块的连接方式可分为：流水式结构、总线式结构、网络式结构等；相比于总线式结构和网络式结构，流水线式结构的各个模块之间采用实际电路互连，功能相互独立，具有时延短、实时性好、硬件简单、处理速率高等优点。

为了使各个模块之间功能相互独立，具有时延短、实时性好、硬件简单、处理速率高等优点，实际应用中，软件无线电设备可以采用流水线式结构。

本实施例提供的软件无线电设备，包括收发部件、设置有PCIE接口的中控部件、以及与中控部件连接的雷电接口部件，该雷电接口部件包括用于连接外部设备的物理接口元件和雷电控制器，该雷电控制器能够在PCIE接口和物理接口元件之间进行数据格式的相互转换，从而在实现数据传输的基础上，利用PCIE接口高速率传输的优点，实现软件无线电设备与外部设备之间的高速率数据传输，有效提高数据传输速度，满足高速率传输的要求。

图2为本实用新型实施例二提供的软件无线电设备的结构示意图，如图2所示，收发部件2具体可以包括：接收模块21和发送模块22；接收模块21和发送模块22均与所述中控部件连接。

实际应用中接收模块和发送模块的数量可以根据实际需要设定，例如2路接收2路发送，本实施例在此不对其进行限定。

本实施例提供的软件无线电设备，将接收模块和发送模块集成在收发部件里，集成度高，体积较小，也减小了软件无线电设备的体积。

图3为本实用新型实施例三提供的软件无线电设备的结构示意图，如图3所示，接收模块21具体可以包括：低噪声放大器211、正交解调器212、自动增益控制器213、A/D转换模块214和接收天线210；

A/D转换模块214与中控部件3和自动增益控制器213连接，正交解调器212与自动增益控制器213和低噪声放大器211连接，接收天线210与低噪声放大器211相连。

以实际场景举例来说，接收模块21的接收天线210在空间接收射频信号，并将射频RF输入信号通过低噪声放大器211进行放大，放大后的射频信号输入送至正交解调器212进行解调，解调后的信号输入至送入自动增益控制器213后经A/D转换模块214，将模拟信号转换为数字信号，并发送至中控部件3的可编程门阵列FPGA芯片。

本实施例提供的软件无线电设备的接收模块设计简单、功耗较低、接收效率高、体积小，使得软件无线电设备更加小巧、便携。

图4为本实用新型实施例四提供的软件无线电设备的结构示意图，如图4所示，发送模块22包括：放大器221、正交调制器222、滤波器223、D/A转换模块224、发送天线220；

D/A转换模块224与中控部件3和滤波器223连接，正交调制器222与滤波器223和放大器221连接，发送天线220与放大器221连接。

应用于实际场景举例来说，FPGA将需要发送的数字信号发送至发射模块22的D/A转换模块224，D/A转换模块224将数字信号转换成模拟信号，并发送至滤波器223进行滤波，滤波后的信号发送至正交调制器222，正交调制器222将接收到的信号调制为高频信号后经放大器221放大后发送至天线220，最终通过发送天线220辐射至空间中。

本实施例提供的软件无线电设备，发送模块设计简单、功耗较低、发送效率高、体积小，使得软件无线电设备更加小巧、便携。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。