软件无线电中数字上下变频器的研究与实现曹才开俞斌

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1、软件无线电中数字上下变频器的研究与实现*曹才开俞斌（湖南工学院，湖南衡阳421008）摘要：软件无线电(SoftwareRadio)技术是现代无线通信领域发展的一项重要技术。本文讨论了基于DSP的服务于以软件无线电为核心技术的高速移动接入系统中的数字上下变频系统。结果表明了系统的有效性，并达到了实时处理的要求。关键词：软件无线电；数字上变频；数字下变频ResearchandRealizationofDigitalupanddownConvertinSoftwareRadio*YuBinCaoCaikai(HunanInstituteofTec

2、hnology,Hengyang421008,China)Abstract：SoftwareRadiotechniqueisaveryimportantandkeytechniquewithamodernwirelesscommunicationdeveloping.Thispaperdiscussesdigitalupconvertanddigitaldownconvertsystemusedindatahigh-speedmobilewirelesscommunicationsystembasedonDSP.Fromtheseresult

3、s,wecansecclearlythatthesystemiseffective,andsuitableforreal-timesignalprocessing.Keywords：SoftwareRadio；DigitalupConvert；DigitaldownConvert；DSP中图分类号：TN99文献标识码：A0引言软件无线电是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结构。它的实现是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来完成无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设

4、计方法中解放出来。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件的更新改变硬件的配置结构，实现新功能，并有利于硬件模块的不断升级和扩展。目前，软件无线电中所涉及的关键技术主要有带多频段天线与宽带低噪声前置放大器、功率放大器；A/D部分；数字下变频；高速数字信号处理；数字上变频和信令处理等，本文介绍的就是软件无线电中数字上下变频器的研究。1软件无线电作为一种软件化了的无线通信技术，理想软件无线电的结构框图如图1所示。它主要由宽带多频段天线、多频段射频转换器、宽带的A/D和D/A变换器、中频处理、调制解调、比特流和基带处理以及信源编码这几

5、个部分组成，其中，天线/收发双工器采用了村田公司出品的DFYH7815MHDJAA。由结构图可以看出，本系统最突出的特点有：首先，具有完全的可编程特性，无线波段、接入方式、调制方式和数据速率等都可以通过软件来加以控制；其次，对整个中频频带甚至射频进行采样，增大了处理的带宽，利用高速DSP和软件处理，完成被传输信号从基带到射频之间的整个处理过程。DSP及软件设计D比宽多多调特带U流用波频制处数C理户束带模、数天射模据线频数D比网阵转解特转D流络列换调处换C理图1软件无线电结构框图数字上变频（DUC）主要完成将基带信号（频率较低信号）调制为数字中

6、频信号（频率───────────────────────────────────────1*基金项目：湖南省教育厅资助项目（04C035）较高信号）的功能，即对输入数据进行各种调制和频率变换，在数字域内实现调制和混频。目前，同DDC类似，这一部分功能通常采用利用了直接频率合成技术（DDS-DirectDigitalSynthesis）的数字上变频专用芯片来实现。数字下变频(DDC)是紧接着A/D变换后所完成的数字信号处理工作，包括数字下变频、二次采样和滤波，其主要功能是将数字中频信号解调为基带信号并同时降低数据流速率，是整个系统中数字运算量

7、最大的部分。2系统硬件设计目前的数字通信系统，不断要求提高信号的处理能力，以便实现对多模式的支持，得到更高的数据率。近年来，电子器件技术的迅速提高直接导致数字通信系统体积的缩小和性能的提高，使得数字处理在中频具有可编程和信号频率可重组的能力，同时也对数字信号处理提出了更高的要求：宽杂散和噪声动态范围、抗镜频和混迭干扰、线性相位脉冲成型和匹配滤波器。频率变换和滤波的复杂度是该部分处理需求的决定性因素。在本系统的实现中，选用了ADI公司生产的AD6623（DUC）和AD6624（DDC）来完成数字上下变频器的设计。数字信号处理流程如图2所示，其中

8、，DSP和嵌入式CPU之间“控制命令”指：CPU能够对中频信号处理部分的一些芯片（包括UDC,DUC以及DSP）的工作参数通过DSP进行设置和获取。模数数嵌拟A/D