文档介绍：基于软件无线电的多制式信号发生器的设计与实现
作者:赵林靖
文章来源:电子技术应用
摘要:提出了一种软件无线电通用信号发生器的设计方案,包括硬件构成和软件算法的实现。该信号发生器为软件无线电的研
究与开发提供了便利条件。
软件无线电是一种无线电通信新的体系结构。在 1992 年 5 月美国电信系统会议上,JeoMitola首次提出了软件无线电概念,
之后迅速引起了人们的关注,并开始对它进行广泛而深入的研究。具体地说,软件无线电是以可编程的DSP或CPU为中心,将
模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接起来,构成通用的基本硬件平台,并通过软件加载来实现各种无线通信功能的开放
式的体系结构。它使得通信系统摆脱了面向设计思想,被认为是无线通信从模拟到数字、从固定到移动之后的又一次突破。
在软件无线电的研究过程中,调制解调技术是移动通信系统空中接口的重要组成部分。在不同的蜂窝半径和应用环境下,移
动通信的信道呈现不同的衰落特性,根据移动信道的衰落情况,自动地改变调制方式,从而提高传输效率并保证传输性能。那
么,一个通用的信号源是必不可少的。
图 1 多制式信号发生器硬件原理图
作者设计了一个基于 DSP+DDS 结构的可编程调制器的硬件平台,并在此硬件平台上实现了各种模拟调制和数字调制的通
用软件算法。当改变调制制式时,无需再次下载程序,而且调制制式、比特速率、输出中频均可调。
1 硬件结构
通常,信号源输出的波形多数是对周期的 01 序列进行调制,输出波形单一,只能作为解调输入信号的一种特例,缺少通
用性。而许多专用芯片采用的调制方式也是有限的。用 DSP+DDS 构成的通用多制式信号发生器不仅可以实现模拟调制,而且
可以实现各种数字调制。DSP 利于基带信号的实时处理,可以实现高速调制,而 DDS 具有频率分辨率高、频率变化速度快、相
位连续、易于数字控制等特点。图 1 给出多制式信号发生器硬件原理图。
信号发生器主要由三部分构成:控制单元、数字信号处理器(DSP)、正交数字上变频器(Quadrature Digital Upconverter)。
DSP 采用 TI 公司的 TMS320VC5402,它独特的哈佛结构、硬件密集型方案和灵活的指令系统可以满足对信号的实时处理,
它的高性能、低功耗及低价位使其得到广泛应用。
正交数字上变频器采用AD公司的AD9857。AD9807 最高工作频率为 200MHz,输出中频频率范围为 0~80MHz。AD9807
内部集成半带滤波器、CIC(ascaded b)滤波器、反SINC滤波器、高速的 14 位是一个相位连续的直接数字频率
合成器DDS(Direct Digital Synthesizer)。在该方案中,AD9857 工作在正交调制模式。它的 32 位频率控制字使输出频率的最高
精确度为:SYSCLK(系统时钟)除以 2 32。
控制单元决定采用哪一种调制制式、比特速率及输出中频频率。
DSP 读入控制单元的数据,然后经过串口向 AD9857 发送控制字。原始信息数据(是由 DSP 产生的伪随机序列)首先在
DSP 中进行编码、调制等处理后得到基带信号。基带处理得到正交信号的 I/Q 分量交替进入 AD9857,经过串并变换,转换成两
路并行