用于联合战术通信系统(jtrs)的宽带高动态范围的跳频收发信机

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1、用于联合战术通信系统（JTRS）的宽带大动态范围跳频收发信机AntonArriagada,Hsuan-yuMarcusPan,JonmeiYan,DonaldF.Kimball,LawrenceE.Larson摘要：在美国圣地亚哥加利福尼亚大学进行的联合战术通信系统（JTRS）项目中采用了宽带高动态范围的跳频收发信机。该收发信机采用的射频（RF）频率范围为200MHz～3.2GHz，并可提供78dB的最大动态范围，快速跳频本地振荡器（LO）通过直接数字频率合成（DDS）和连续倍频来实现。关键词：跳频、

2、JTRS，收发信机、宽带i.介绍JTRS作为下一代软件定义无线电（SDR）被用于美国的军用电台，所支持的标准包括现有的军用通信标准:如宽带组网波形（WNW）、士兵电台波形（SRW）、联合空中组网—战术优势（JAN-TE），移动用户目标系统（MUOS）、单信道地空无线电台（SINCGARS）、Link-16、增强型位置定位报告系统（EPLRS）、高频（HF）、超高频卫星通信（UHFSATCOM）和APCO-25。另外，JTRS需要与现有的商用无线标准如IEEE802.11a/b/g/n、GSM、CDMA

3、和W-CDMA保持它们的互操作性。按照上述这些要求，一个具有大带宽、高动态范围的具有跳频能力的收发信机作为一个有潜力的解决方案被提出。在这个结构中，跳频使得认知无线电的功能得到软件定义无线电调制的支持，基于本地振荡器的直接数字频率合成器（DDS）的实现与锁相环途径相比，能够获得更快速的跳频建立时间。该论文的内容提要如下：第II部分评论了JTRS收发信机的要求；第III部分描述了系统实现的过程；第IV部分给出了测量结果；第V部分总结了收发信机全部的性能；第VI部分给出了结论。ii.要求JTRS的软件无线

4、电（SDR）的主要要求是发射和接收多种波形和标准，表I概述了某些现有的军用和商用通信标准的信号特性。实现的各种途径都是对设计一个能够满足所有标准的软件无线电的射频（SDRRF）前端提出了挑战：一种途径是采用数字逻辑电路（如现场可编程门阵列(FPGA)）组成一个完全数字和紧凑的收发信机，但这种方法只能有相对小的带宽；其它的途径是采用模拟前端，焦点是有限的RF窄带应用，如GSM和802.11。Ettus公司最近发布了一个全双工的收发信机，频率范围为50MHz～2GHz，主要用于商用。表I现有的军用/商用通

5、信标准波形调制频率速率/带宽（BW）WNWOFDM2MHz-2GHz>23Mbps/10MHzSRWQBL-MSK1.755-1.85GHz~1.2Mbps/1.2MHzMUOSWCDMA300-400MHz384Kbps/3.84MHzSINCGARSCPFSK30-88MHz16kbpsLink-16TDMA969-1206MHz238kbpsEPLRSTDMA420-450MHz57-486kbpsHFMFSK0.1-30MHz800bpsUHFSATCOMPSKOQPSKFSK0.3-3GHz

6、5-25kbpsAPCO-25FDMATDMA0.7-0.8GHz6.25kHz802.11aOFDM5GHz54Mbps/20MHz802.11bDSSS2.4GHz11Mbps/20MHz802.11gOFDM2.4GHz54Mbps/20MHz802.11nOFDM2.4/5GHz150Mbps/40MHzGSMTDMA0.9/1,8GHz270kbps/25MHzTD-CDMACDMA1900～1920MHz2010～2025MHz3.84Mcps/1.6～5MHzWCDMADS-CDMA18

7、85～2025MHz2110～2200MHz3.84Mcps/5MHzi.实现该项工作的主要目的是：一个频率范围为200MHz～3.2GHz电台支持传统的和现有的VHF/UHF波形。该项工作得到联合项目执行办公室联合战术系统（JPEOJTRS）的SPAWAR系统中心的支持。收发信机的所有其它性能指标要最大限度地支持宽带能力。宽带跳频也是JTRSSDR的一个要求。商用宽带SDRRF前端常常采用宽带压控振荡器（VCO）和锁相环路（PLL）来获得好的相位噪声性能，但付出的代价是上变频和下变频的建立时间较长，

8、相反地，在这项工作中采用基于本地振荡器（LO）的直接数字频率合成器（DDS）则可提供较快的转换响应时间。宽带接收机如图1所示，一个RF输入信号通过一个手动调谐的固定频带带宽的带通滤波器消除干扰，并通过一个低噪声放大器（LNA）放大该信号，以获得一个高的信噪比（SNR）。一个AGC(自动增益控制)输入大动态扩展电路，采用一个对数功率检测器通过将检测到一个功率与一个设定的阀电压Vref1进行比较，将一个放大器或衰减器转换接入电路，动态扩展电路将RF信号调节到