[發(fā)明專利]基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)及其接收方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410272796.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN104079310A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅蘭;許理巖;陳翔;姜羊羊;徐文超;彭偉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué);上海博彭電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/26
• 分類號(hào): H04B1/26;H04L25/03
• 代理公司: 上海麥其知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線電通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)及其接收方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前海上作業(yè)的應(yīng)急系統(tǒng)主要是電話通信系統(tǒng)和傳統(tǒng)電臺(tái)接收系統(tǒng)。電話通信方式，一旦發(fā)生自燃災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，以光纜為主要傳輸介質(zhì)和移動(dòng)基站遭到破壞時(shí)，應(yīng)急指揮系統(tǒng)將陷入癱瘓；傳統(tǒng)的電臺(tái)接收系統(tǒng)大都是基于模擬的硬件系統(tǒng)，此外解調(diào)方式大都采用AM、SSB解調(diào)方式，解調(diào)方式的單一使得接收系統(tǒng)只能接收語音信息，無法接收較為復(fù)雜圖像、傳真等數(shù)字信息，效率低下。伴隨著各種通信方式的快速發(fā)展，傳輸信息的由單一的語音信息轉(zhuǎn)變成圖像，傳真等多種方式，因此對(duì)接收設(shè)備的要求越來越高。目前接收設(shè)備的數(shù)字化、靈活的新解調(diào)方式將是未來接收系統(tǒng)的發(fā)展方向，傳統(tǒng)基于模擬的硬件系統(tǒng)逐漸被數(shù)字電路或軟件所取代。但是由于電臺(tái)發(fā)射的超短波具有很高的頻率，不適應(yīng)被數(shù)字電路或軟件解調(diào)及處理。所以亟需一種接收系統(tǒng)來滿足多樣化信息傳輸以及超短波接收系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)越來越復(fù)雜的海上作業(yè)，提高海上應(yīng)急系統(tǒng)的及時(shí)性、安全性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中上述缺陷，提出了一種基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)及其接收方法。

本發(fā)明提出了一種基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)，是在FPGA中以軟件方式實(shí)現(xiàn)接收無線電超短波，包括：射頻裝置，其包括接收模塊和下變頻模塊，所述接收模塊用于接收高頻模擬信號(hào)，所述下變頻模塊用于將所述高頻模擬信號(hào)下變頻至中頻模擬信號(hào)；軟件無線電模塊，其包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字下變頻模塊、解調(diào)模塊與D/A轉(zhuǎn)換模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將所述中頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路中頻的數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字下變頻模塊對(duì)所述兩路中頻的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻與多級(jí)抽取濾波得到適于FPGA處理的基帶信號(hào)；所述解調(diào)模塊對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)中，所述數(shù)字下變頻模塊包括：數(shù)控振蕩器、CIC濾波器、HB濾波器與FIR濾波器；所述數(shù)控振蕩器，其用于產(chǎn)生離散化的本振信號(hào)，所述本振信號(hào)分別與所述兩路中頻的數(shù)字信號(hào)經(jīng)正交混頻，將所述兩路中頻的數(shù)字信號(hào)的寬帶頻譜調(diào)整至基帶信號(hào)，得到初始的基帶信號(hào)；所述CIC濾波器對(duì)所述初始的基帶信號(hào)進(jìn)行高速抽取濾波，降低所述初始的基帶信號(hào)的頻率；所述HB濾波器的輸入與所述CIC濾波器的輸出相連，用于對(duì)所述CIC濾波器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行高速抽取濾波用于降低基帶信號(hào)的頻率，得到低頻的基帶信號(hào)；所述FIR濾波器的輸入與所述HB濾波器的輸出相連，用于對(duì)所述低頻的基帶信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償濾波得到基帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所述基帶信號(hào)的整形與匹配濾波。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)中，所述CIC濾波器的抽取因子為8。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)中，所述HB濾波器的抽取因子為2。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收系統(tǒng)中，所述解調(diào)模塊為8-level?CPFSK解調(diào)模塊。

本發(fā)明提出了一種基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收方法，包括如下步驟：

步驟一：接收電臺(tái)發(fā)出的高頻模擬信號(hào)，將所述高頻模擬信號(hào)下變頻至中頻模擬信號(hào)；

步驟二：將所述中頻模擬信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換得到中頻的數(shù)字信號(hào)；

步驟三：對(duì)所述中頻的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻與多級(jí)抽取濾波處理得到基帶信號(hào)；

步驟四：對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到數(shù)字信號(hào)；

步驟五：將所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬信號(hào)，用于顯示與播放。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收方法中，所述解調(diào)方式為8-level?CPFSK解調(diào)方式。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收方法中，步驟三中下變頻與多級(jí)抽取濾波處理包括如下步驟：

步驟a：產(chǎn)生本振信號(hào)，將所述本振信號(hào)與所述中頻的數(shù)字信號(hào)正交混頻，將所述中頻的數(shù)字信號(hào)的寬帶頻譜調(diào)整至基帶信號(hào)，得到初始的基帶信號(hào)；

步驟b：利用CIC濾波器與HB濾波器依次對(duì)所述初始的基帶信號(hào)進(jìn)行多級(jí)抽取濾波，降低所述初始的基帶信號(hào)的頻率，得到低頻的基帶信號(hào)；

步驟c：對(duì)所述低頻的基帶信號(hào)進(jìn)行整形濾波，得到基帶信號(hào)。

本發(fā)明提出的所述基于軟件無線電架構(gòu)的超短波數(shù)傳接收方法中，所述CIC濾波器的抽取因子為8。