[發(fā)明專利]一種面向智慧認(rèn)知無線電的探測識(shí)別開發(fā)一體化平臺(tái)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110597436.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN113341382A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫一龍;胡鉞琳;江天祺;吳桐;陳文迪;張有明
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/36
• 分類號(hào): G01S7/36;G01S13/02;G01S13/89;G01S13/04
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明公開了一種基于寬帶可重構(gòu)射頻接收機(jī)前端、頻率快速檢測以及信號(hào)智慧認(rèn)知三個(gè)關(guān)鍵模塊的智慧認(rèn)知無線電的探測識(shí)別一體化開發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)針對目前寬帶無線認(rèn)知模組與系統(tǒng)開發(fā)成本高、難度大、驗(yàn)證難的問題，為行業(yè)提供了一種智慧認(rèn)知無線電系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。該平臺(tái)有機(jī)聯(lián)系了所述三個(gè)關(guān)鍵模塊，可實(shí)現(xiàn)收、感、知三個(gè)環(huán)節(jié)的反饋與實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了接收機(jī)的抗干擾以及信號(hào)認(rèn)知能力。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信/雷達(dá)/電子對抗領(lǐng)域，特別是接收機(jī)前端裝置和基帶信號(hào)處理算法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電磁波通信環(huán)境日益復(fù)雜，通信信號(hào)的質(zhì)量亟需提升。本發(fā)明專利尋求一種基于軟件實(shí)施的，能夠快速適應(yīng)信號(hào)特性的接收機(jī)仿真環(huán)境。

文獻(xiàn)“褚童松.射頻實(shí)驗(yàn)平臺(tái)—接收機(jī)射頻前端的設(shè)計(jì)[D].電子科技大學(xué)2012.”(參考文獻(xiàn)1)介紹了該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中射頻接收前端電路中各主要模塊的設(shè)計(jì)方案，包括射頻濾波器、低噪聲放大器和本振源等，使用ADS2008軟件分別完成了發(fā)夾型帶通濾波器和橢圓函數(shù)低通濾波器原理圖和版圖的仿真。

文獻(xiàn)“張黎.寬帶射頻數(shù)字接收機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的FPGA實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2002”(參考文獻(xiàn)2)利用FPGA的在線編程特性，可以每個(gè)模塊單獨(dú)調(diào)試而不用改變硬件結(jié)構(gòu)，提出了多項(xiàng)濾波下變頻結(jié)構(gòu)的FPGA實(shí)現(xiàn)。

文獻(xiàn)“劉彥剛.一種基于FPGA的軟件無線電平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].四川：電子科技大學(xué)，2016”(參考文獻(xiàn)3)初步搭建了一種基于FPGA的軟件無線電平臺(tái)，該軟件無線電平臺(tái)支持PC端直接對射頻模塊和FPGA功能模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)在線重配置。

文獻(xiàn)“楊潔，夏卉.基于卷積神經(jīng)網(wǎng)路的通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別研究[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2020”(參考文獻(xiàn)4)述及一種復(fù)基帶信號(hào)與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)調(diào)制識(shí)別相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了對2FSK，4FSK，BPSK，QPSK和64QAM七種數(shù)字通信信號(hào)類型的識(shí)別分類。

文獻(xiàn)“張陸.基于TDC的全數(shù)字鎖相環(huán)研究與設(shè)計(jì)[D].江蘇：南京郵電大學(xué)，2014”(參考文獻(xiàn)5)介紹了基于TDC的全數(shù)字鎖相環(huán)，鎖相環(huán)的輸出頻率范圍為64MHz～640MHz，分頻系數(shù)范圍為27～70.當(dāng)參考頻率為10MHz時(shí)，環(huán)路鎖定時(shí)間在12μs以內(nèi)。

上述文獻(xiàn)涉及了多種雷達(dá)-電子戰(zhàn)-通信的一體化的共用信號(hào)的設(shè)計(jì)、雷達(dá)通信一體化接收機(jī)的設(shè)計(jì)、雷達(dá)通信一體化射頻前端設(shè)計(jì)等，也有文獻(xiàn)研究了含發(fā)射/接受基帶處理模塊等軟件無線電硬件平臺(tái)、CSS通信檢測系統(tǒng)驗(yàn)證硬件平臺(tái)，但這些文獻(xiàn)所介紹的系統(tǒng)或平臺(tái)均不同于該包含可視化交互平臺(tái)輔助電路自動(dòng)設(shè)計(jì)(EDA)設(shè)計(jì)的寬帶接收模塊、信號(hào)智慧認(rèn)知、快速頻率檢測一體化設(shè)備。現(xiàn)有文獻(xiàn)中介紹的技術(shù)，針對單一環(huán)境開發(fā)，在不同的接收環(huán)境下沒有可重構(gòu)性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)的面向智慧認(rèn)知無線電的探測識(shí)別一體化開發(fā)平臺(tái)，基于“探測-接收-識(shí)別一體化協(xié)同設(shè)計(jì)”的核心思想，提出了一種信號(hào)智慧認(rèn)知系統(tǒng)開發(fā)思路，應(yīng)對空間中寬范圍的未知信號(hào)認(rèn)知，應(yīng)用于在全頻譜接入通信、雷達(dá)/電子對抗一體化、空間能量收集等認(rèn)知無線電應(yīng)用領(lǐng)域，以滿足通信/雷達(dá)/電子對抗等多種應(yīng)用場景。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種面向智慧認(rèn)知無線電的探測識(shí)別開發(fā)一體化平臺(tái)，所述平臺(tái)包括寬帶接收模塊、信號(hào)智慧認(rèn)知模塊和頻率檢測模塊；其中寬帶接收模塊通過一個(gè)可視化交互平臺(tái)輔助電路自動(dòng)設(shè)計(jì)；接收模塊內(nèi)部包括低噪聲放大器、混頻器、濾波器、可編程增益放大器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器基本組件，架構(gòu)可選擇超外差式接收機(jī)或者零中頻式接收機(jī)，同時(shí)支持用戶自定義電路架構(gòu)、定制技術(shù)指標(biāo)；用戶輸入時(shí)/頻域形式的信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)過接收機(jī)程序處理后，可顯示輸入輸出信號(hào)波形；

信號(hào)智慧認(rèn)知模塊處理寬帶接收模塊接收的信號(hào)數(shù)據(jù)，基于圖像處理/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法快速識(shí)別信號(hào)類型、調(diào)制方式；通過時(shí)頻圖和星座圖分析，分辨出LFM、SFM、BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、CDMA多種信號(hào)調(diào)制方式；