[發明專利]一種多頻段多模式軟件無線電實驗教學系統

有效

• 申請號: 201610133238.0
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105703796B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 張文旭;周成群;史方明;竇崢;吳亞桐
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/00;G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種多頻段多模式軟件無線電實驗教學系統。包括覆蓋2MHz～8GHz的發射天線101與接收天線102；接收天線102接收2MHz～8GHz的RF信號送入到RF前端103，RF前端103輸出中頻信號IF2到中頻數據采集與SDR處理平臺104，中頻數據采集與SDR處理平臺104輸出中頻信號IF1到RF前端103，RF前端103輸出RF信號經過發射天線101輻射出去；RF前端103、中頻數據采集與SDR處理平臺104、上位機主控制器105通過CPCI總線106實現數據通信。本發明中頻數據采集與SDR處理平臺的通用一體化設計為該實驗教學系統提供了更加廣泛的適用性。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，尤其涉及一種可廣泛適用于電子通信類專業使用的，多頻段多模式軟件無線電實驗教學系統。

背景技術

軟件無線電(Software Defined Radio，SDR)技術的迅速發展給無線通信系統構架帶來了極大變革。其基本思想是盡可能地將ADC靠近天線，減少模擬處理環節，并通過軟件來配置硬件，在硬件平臺不變的情況下，可以通過軟件功能靈活的可重構配置去適應不同的通信系統。因此，基于軟件無線電構架的通用性平臺可以將多頻段、多模式射頻前端與其緊密結合，從而滿足無線通信系統多頻段多模式、軟件設計靈活可重構的要求，使現代無線通信系統具有較高的靈活性和適應能力。

隨著軟件無線電技術的推廣與應用，利用軟件無線電思想構建的實驗教學系統也逐步涌現。在軟件無線電實驗教學系統的研究方面，文獻《多頻段、多模式軟件無線電臺基帶與主控模塊的研制》主要針對基帶處理環節進行了研究，不包括射頻以及上位機主控制器部分，與本發明有別；文獻《基于軟件無線電的教學實驗平臺設計與實現》和《基于軟件無線電實驗平臺的CDMA通信系統的設計與實現》也是針對中頻后續處理平臺設計的研究，不具備多頻段射頻前端及其主控制器系統，與本發明有別；專利《一種基于軟件無線電的四信道短波數字信號處理平臺》主要圍繞基帶信號處理平臺的設計，與本發明專利設計構架有別；專利《一種基于PCIE接口的軟件無線電射頻收發裝置及方法》不包括多頻段多模式系統設計，與本發明有別。

發明內容

本發明的目的是提供一種靈活性強的，多頻段多模式軟件無線電實驗教學系統。

一種多頻段多模式軟件無線電實驗教學系統，包括覆蓋2MHz～8GHz的發射天線101與接收天線102、RF前端103、中頻數據采集與SDR處理平臺104、上位機主控制器105和CPCI總線106；

接收天線102接收2MHz～8GHz的RF信號送入到RF前端103，RF前端103輸出中頻信號IF2到中頻數據采集與SDR處理平臺104，中頻數據采集與SDR處理平臺104輸出中頻信號IF1到RF前端103，RF前端103輸出RF信號經過發射天線101輻射出去；RF前端103、中頻數據采集與SDR處理平臺104、上位機主控制器105通過CPCI總線106實現數據通信。

本發明一種多頻段多模式軟件無線電實驗教學系統，還可以包括：

1、RF前端103部分包括發射通道和接收通道，采用多頻段劃分方式實現全雙工FDD/TDD，分別由2MHz～2GHz、2GHz～4GHz、4GHz～8GHz三個頻段實現2MHz～8GHz頻段的覆蓋。

2、RF前端103包括FPGA201，以及與FPGA201相連接的頻率配置202、衰減器203、增益控制204、邏輯開關控制205、PLL206、電源模塊207、FLASH208、射頻濾波器209、中頻濾波器210和CPCI211；

RF前端103采用CPCI標準總線結構，CPCI協議由FPGA201進行實現，通過FPGA210中的CPCI控制器對FPGA201中的SRAM進行訪問，通過事先約定的控制協議實現對從設備射頻的控制。