基于AD9361的软件无线电硬件平台设计与实现

基于AD9361的软件无线电硬件平台设计与实现 电 子 科 技 大 学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 专业学位硕士学位论文 MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE 论文题目 基于AD9361的软件无线电硬件平台 设计与实现 专业学位类别 工程硕士 学 号 201222010546 作 者 姓 名 郜 泽 指 导 教 师 刘镰斧 副教授 分类号 密级 UDC注1 学 位 论 文 基于AD9361的软件无线电硬件平台 (题名和副题名) 郜泽 (作者姓名) 指导教师 刘镰斧 副教授 电子科技大学 成 都 (姓名、职称、单位名称) ——————————————————————————————————————————————— 申请学位级别 工程领域名称 提交论文日期 硕士 专业学位类别 工程硕士 电子与通信工程 2015.03 论文答辩日期 2015.05 年06月 学位授予单位和日期 电子科技大学 2015 答辩委员会主席 评阅人 注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。 摘要 THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF SOFTWARE DEFINED RADIO HARDWARE PLATFORM BASED ON AD9361 A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Master of Engineering Author: Gao Ze Advisor: Professor Liu Lianfu School : Engineering 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 ——————————————————————————————————————————————— 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 作者签名: 日期: 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日期: 年 月 日 摘要 摘 要 软件无线电是一种解决无线电通信领域内多体系并存、不同体系间无法制订统一 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 等问题的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。由于软件无线电是基于软件编程实现各种功能，其主要的特点表现在灵活性和开放性上。只要在其硬件系统能处理的信号频段，想要增加相对应频段中的通信功能只需通过软件就能实现。软件无线电的特点主要体现在软件可编程和可升级上，但是不管其实现功能多样性还是频段的扩展，都必须要求硬件系——————————————————————————————————————————————— 统具备相应的处理能力。软件无线电硬件平台目的是为了处理信号和实现不同通信功能，在软件无线电系统中不可或缺。 文章首先从理论上研究了软件无线电技术，从技术原理角度分析了软件无线电硬件平台的结构体系，比较其优缺点，最终确立了以ADI公司的AD9361射频收发芯片为核心处理器件的软件无线电硬件平台的设计方案。然后将软件无线电硬件平台分为AD9361模块、信号接口模块、电源模块这三个主要部分。其中主要介绍了AD9361芯片、信号输入/输出接口、FMC连接器、电源供电电路、电源监测电路等多个方案。在保证信号完整性和电源完整性的前提下完成了PCB版图设计。最后配合ML605开发板，对该硬件平台的各项功能进行测试，最终连接天线能够将GSM广播信号正确接收。验证了该软件无线电硬件平台设计的正确性，同时也验证了该硬件平台的功能正常，性能良好。 本文设计并实现了一种基于AD9361的软件无线电硬件平台，该平台工作频率为70MHz至6GHz，包含完整的发射和接收功能，具有多种工作模式，多种应用场景的特点。通过FMC连接器与Xilinx公司的Virtex-6 FPGA ML605开发板相连，实现射频应用开发，在宽带通信、测试等场合均能有良好的表现，对现阶段的软件无线电研究以及产品开发有着用药的价值和意义。 关键词:软件无线电，AD9361，硬件平台，FPGA I ABSTRACT ——————————————————————————————————————————————— ABSTRACT Software defined radio is the way to solve the problem of multi-system coexistence and non-uniform stands among different system in radio communication field. Since the software defined radio is based on the software programming to implement various functions, the main feature is its flexibility and openness. As long as the signal frequency band can be processed in hardware system, one can apply software to add more communication function in that signal frequency. Software defined radio’s feature reflects in that it can be programmed and upgraded. The software radio hardware platform is the one to process the signal and implement various communication functions. So it is an indispensable part in software defined radio system. Firstly, the technical principles of the software defined radio and the structure of the software defined radio hardware platform from theoretical and technical perspective are investigated in this thesis. Their advantage and disadvantage are compared by us, the software defined radio is made finally, where ADI's AD9361 which is a RF transceiver chip processor core pieces is used. Secondly, the software radio hardware platform is divided into three main parts: AD9361 module, signal interface module and power module. A number of options about AD9361 chip, the signal input or output interface implementations, the FMC connector implementation, the power supply circuit ——————————————————————————————————————————————— implementations, the power monitor circuit implementations are introduced in this thesis. In the promise of ensuring signal integrity and power integrity, we complete the PCB layout design. Finally, with the ML605 development board, the hardware platform is tested. It can correctly receive the signal of the GSM by connecting the software defined radio and the antenna. The test result show the correctness of the design of software radio hardware platform and also verifies its good functionality and performance. This thesis proposes a design of software radio hardware platform based on AD9361. The working frequency of this platform is between 70MHz and 6GHz. It contains the complete transmitting and receiving function, with various operating modes and wide applicability. By connecting the FMC connector with Xilinx’s Virtex-6 FPGA ML605 Evaluation Module, it can achieve RF development, broadband communications, II ABSTRACT modules test and evaluation. It is of great value and significance to the software radio product at the present stage. Key words:Software Defined Radio，AD9361，hardware platform， FPGA III ——————————————————————————————————————————————— 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 目 录 第一章 绪 论 ............................................................................................................... ..... 1 1.1 研究背景和意 义 .................................................................................................. 1 1.2 软件无线电发展现状和前景展 望 ...................................................................... 1 1.3 论文的主要研究内容以及结构安 排 .................................................................. 2 第二章 软件无线电硬件平台原理介 绍 ........................................................................ 4 2.1 软件无线电的定 义 .............................................................................................. 4 2.2 软件无线电的结构形 式 ...................................................................................... 5 2.2.1 理想软件无线电结 构 ................................................................................ 5 2.2.2 低通采样软件无线电结 构 ........................................................................ 5 2.2.3 盲区采样软件无线电结 ——————————————————————————————————————————————— 构 ........................................................................ 6 2.2.4 宽带中频带通采样软件无线电结 构 ........................................................ 6 2.3 软件无线电的关键技 术 ...................................................................................... 7 2.4 软件无线电硬件平台体 系 .................................................................................. 8 2.4.1 流水式软件无线电硬件平台结 构 ............................................................ 8 2.4.2 总线式软件无线电硬件平台结 构 ............................................................ 8 2.4.3 工作站式软件无线电硬件平台结 构 ........................................................ 9 2.5 本章小 结 ............................................................................................................ 10 第三章 软件无线电硬件平台实现方 案 ....................................................................... 11 3.1软件无线电硬件平台总体方案设 计 ................................................................. 11 3.1.1 硬件平台结 构 ........................................................................................... 11 ——————————————————————————————————————————————— 3.1.2 系统中所用的器件型 号 .......................................................................... 12 3.2 AD9361模块实现方 案 ...................................................................................... 12 3.2.1 AD9361芯片介 绍 ..................................................................................... 12 3.2.2 AD9361特 点 ............................................................................................. 13 3.2.3 AD9361工作原 理 ..................................................................................... 14 3.2.4 AD9361模块实现方 案 ............................................................................. 16 3.3 信号接口模块实现方 案 .................................................................................... 17 3.3.1 信号输入/输出接口实 现 ......................................................................... 17 3.3.2 FPGA与AD9361接口实现方 案 ............................................................ 20 IV 目录 3.4 电源模块实现方 案 ............................................................................................ 23 ——————————————————————————————————————————————— 3.4.1 电源供电电路实现方 案 .......................................................................... 23 3.4.2 电源监测电路实现方 案 .......................................................................... 26 3.5 PCB电路板设 计 ................................................................................................ 28 3.5.1 电源完整性设 计 ...................................................................................... 28 3.5.2 信号完整性分 析 ...................................................................................... 30 3.5.3 PCB版图设计以及最终实物 图 ............................................................... 32 3.6 FPGA开发平台介 绍 ......................................................................................... 33 3.7 本章小 结 ............................................................................................................ 34 第四章 软件无线电硬件平台调试与分 析 .................................................................. 35 4.1 软件无线电硬件平台静电测 试 ........................................................................ 35 4.2 软件无线电硬件平台电源模块测 ——————————————————————————————————————————————— 试 ................................................................ 35 4.3 软件无线电硬件平台系统测 试 ........................................................................ 36 4.3.1 AD9361数据接口介 绍 ............................................................................. 36 4.3.2 AD9361寄存器配置介 绍 ......................................................................... 38 4.3.3 软件无线电硬件平台寄存器配置测 试 .................................................. 41 4.3.4 AD9361和FPGA的接口时序设 计 ........................................................ 42 4.3.5 软件无线电硬件平台发射通路测 试 ...................................................... 44 4.3.6 软件无线电硬件平台接收通路测 试 ...................................................... 46 4.3.7 软件无线电硬件平台综合测 试 .............................................................. 47 4.3.8 软件无线电硬件平台系统测 试 .............................................................. 48 4.4 本章小 结 ............................................................................................................ 51 ——————————————————————————————————————————————— 第五章 总结与展 望 ...................................................................................................... 52 5.1 工作总 结 ............................................................................................................ 52 5.2 研究展 望 ............................................................................................................ 52 致 谢 ................................................................................................................................ 53 参考文 献 ........................................................................................................................ 54 攻读硕士学位期间的研究成 果 .................................................................................... 56 V 图目录 图目录 图2-1 理想软件无线电结 构 .......................................................................................... 5 图2-2 低通采样软件无线电结 ——————————————————————————————————————————————— 构 .................................................................................. 5 图2-3 盲区采样软件无线电结 构 .................................................................................. 6 图2-4 宽带中频带通采样软件无线电结 构 .................................................................. 7 图2-5 流水式软件无线电硬件平 台 .............................................................................. 8 图2-6 总线式软件无线电硬件平 台 .............................................................................. 9 图2-7 工作站式软件无线电硬件平 台 ........................................................................ 10 图3-1 软件无线电硬件平台系统框 图 ......................................................................... 11 图3-2 AD9361功能框 图 .............................................................................................. 14 图3-3 片内一路信号接收通道框 图 ............................................................................ 15 图3-4 片内一路信号发射通道框 图 ............................................................................ 16 图3-5 AD9361模块电路原理 图 .................................................................................. 17 图3-6 信号输入部分接口原理 ——————————————————————————————————————————————— 图 ................................................................................ 18 图3-7 信号输出部分接口原理 图 ................................................................................ 19 图3-8 参考时钟输入接口电路原理 图 ........................................................................ 20 图3-9 FPGA与AD9361接口实现方案框 图 .............................................................. 20 图3-10 FMC接口电路原理 图 ..................................................................................... 23 图3-11 AD9361电源解决方案框 图 ............................................................................ 24 图3-12 ADP2164模块原理 图 ...................................................................................... 25 图3-13 ADP1755模块原理 图 ...................................................................................... 26 图3-14 AD7291功能框 图 ............................................................................................ 27 图3-15 电源监测模块整体框 图 .................................................................................. 27 图3-16 电源监测模块电路原理 图 .............................................................................. 28 图3-17 软件无线电硬件平台PCB版图设 ——————————————————————————————————————————————— 计 ............................................................ 32 图3-18 软件无线电硬件平台正面实物 图 .................................................................. 32 图3-19 软件无线电硬件平台背面实物 图 .................................................................. 33 图3- 20 Xilinx Virtex-6 FPGA ML605开发平 台 ........................................................ 33 图4-1 写命令时序 图 .................................................................................................... 40 图4-2 读命令时序 图 .................................................................................................... 41 VI 图目录 图4-3 Chipscope采集AD9361寄存器配置时 序 ....................................................... 42 图4-4 AD9361 LVDS模式下数据接口原理框 图 ....................................................... 43 图4-5 AD9361 LVDS模式下接收数据接口时序 图 ................................................... 43 图4-6 AD9361 LVDS模式下发送数据接口时序 图 ................................................... 44 图4-7 发射端测试方案框 ——————————————————————————————————————————————— 图 ........................................................................................ 45 图4-8 ChipScope采集FPGA输出数 据 ...................................................................... 45 图4-9 AD9361 TX1A接口示波器输出结 果 ............................................................... 46 图4-10 接收端测试方案框 图 ...................................................................................... 46 图4-11 Chipscope采集信号源产生正弦波接收信 号 ................................................. 47 图4-12 综合测试方案框 图 .......................................................................................... 47 图4-13 Chipscope采集GSM广播信号其中37个正弦 波 ........................................ 48 图4-14 工作频率测试方案框 图 .................................................................................. 48 图4-15 Chipscope采集70.1MHz IQ两路正弦波 形 .................................................. 49 图4-16 Chipscope采集1.561GHz IQ两路正弦波 形 ................................................. 49 图4-17 Chipscope采集-80dB时正弦波产生信号IQ两路正弦波 形 ........................ 50 图4-18 Chipscope采集19dB时信号源产生信号IQ两路正弦波 ——————————————————————————————————————————————— 形 ........................ 50 图4-19 AD9361软件无线电硬件平台和ML605开发板联合开发测 试图 .............. 51 VII 表目录 表目录 表3-1 软件无线电硬件平台主要芯片清 单 ................................................................ 12 表3-2 AD9361输入输出关键性引脚功 能 .................................................................. 18 表3-3 FMC接口信号定 义 ........................................................................................... 21 表3-4 AD9361控制及数据输入/输出关键性引脚说 明 ............................................. 22 表3-5 FMC LPC连接器电源电 压 ............................................................................... 24 表4-1 各组电源对地阻抗 值 ........................................................................................ 35 表4-2 空载时各个电源电压输出 值 ............................................................................ 36 表4-3 接口设置情 况 .................................................................................................... 38 ——————————————————————————————————————————————— 表4-4 CLK_OUT频 率 .................................................................................................. 39 表4-5 前16位数据格 式 .............................................................................................. 40 表4-6 传输字节数设 置 ................................................................................................ 40 表4-7 Control Output控制寄存器描 述 ....................................................................... 41 VIII 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 研究背景和意义 软件无线电概念是在1992年，由Joseph Mitola博士提出的。当 时的军用电台功能单一，且不同兵种电台的通信功能和频段都不一样， 彼此之间无法实现自由互联[1][2]。为了解决这些弊端，使得各个兵 种之间能够互相通信，一种基于硬件，采用软件来切换频段和功能， 并且根据不同的场合实现不同的功能的解决方案应运而生。随着民用 移动通信业务的不断升级，从第一代移动通信技术(AMPS)到第二代移 动通信技术(GSM)，再到后来的3G(TD-SCDMA, WCDMA和CDMA2000 等)，甚至是4G(TD-LTE)，不同通信方式采用的通信频段不同，调制 方式也有差别，因此以往的固有通信技术将局限技术的发展。因此， 软件无线电技术也适用于民用通信领域，可以使不同通信协议相互兼 ——————————————————————————————————————————————— 容[3]。 由于软件无线电是基于软件编程实现各种功能，其主要的特点表现在灵活性和开放性上。只要在其硬件系统能处理的信号频段，那么就可以利用软件增加相应频段中的通信功能。也就是说在硬件支持的情况下，可以实现任意通信频段的互接，表现了其灵活性[4]。此外，由于软件无线电是在新的通信机制下应运而生的，能体现出新的通信协议，但是又由于它兼容旧的通信机制，很好地体现了其开放性的特点[5]。 软件无线电的特点主要体现在软件可编程和可升级上，但是不管其实现功能多样性还是频段的扩展，都必须要求硬件系统具备相应的处理能力。软件无线电硬件平台是处理信号和实现不同通信功能的硬件平台，在软件无线电中不可或缺。 1.2 软件无线电发展现状和前景展望 软件无线电的概念一经提出就引起了当今各个国家的重视。二十世纪八十年代，在军事上，美国首次进行了软件无线电的研究、开发和试验。1992年，美国国防部为了研制出适用于各个兵种通用的多功能无线通信设备(MBMMR)而制定出了“Speakeasy”计划，其宗旨是分期研究以证明多频段、多模式电台的可行性[6]。1995年美军启动了Speakeasy计划的二期工程，并于1995年完成了样机的研制，实现了现役15种以上的军用电台互联，1997年装备部队。目前，美国正在实行该项计划的第三阶段，旨在研制出满足多兵种所需求的多模式、多频段的联合战术无线电系统(JTRS)，此类型软件无线电通——————————————————————————————————————————————— 信设备可以实现多兵种间联合战 1 电子科技大学硕士学位论文 术通信。该项目首次针对软件无线电技术进行了全面、系统的研究[7]。 软件无线电技术不仅在军事领域如软件无线电台、电子对抗、天基信息系统、雷达等方面得到了广泛的应用，在民用方面也是发展迅速。美国的移动通信系统从第三代移动通信开始就采用了软件无线电的结构体系，并将计算机技术融入其中，取得了巨大的进展[8]。无独有偶，另一个通信巨头，欧洲国家也在第三代移动通信中采用了软件无线电技术。欧洲的ACTS计划，旨在研究如何在下一代的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)系统中使用软件无线电技术，对软件无线电的一些关键技术如硬件平台、终端、接入等都进行了系统的研究。其中包括FIRST(Flexible Integrated Radio System Technology)，这是一种应用了软件无线电技术的多模、多频的可编程手机，可以自动检测接收到的信号以接入不同的网络[9]。 我国意识到软件无线电的重要性是比较晚的，但是更增加了对其研究的热情。我国已经投入了大量的人力物力，很多科研机构和高校都在研究其特性和相关技术，目的是为了实现这方面的突破。可喜的是，我国已经取得了很多成就。上个世纪九十年代，我国诞生了第一台军用无线电网关，可以使得多种电台之间进行互通，打破了不同频段的限制。此后，民用通信中3G的TD-SCDMA技术中引入了软件无——————————————————————————————————————————————— 线电技术，实现了民用通信领域的突破[10]。然而我国在软件无线电方面的成就还是和国际先进水平存在着很大的差距，毕竟我国的起步比较晚。 由于在数字信号处理和采样能力这些基带信号的处理能力限制，目前的软件无线电还没有发展到理想的标准。对于这些问题，我们还停留在采用现有的有限技术条件实现软件无线电的功能的阶段，因此其结构本身就限制了其发展的空间。所以，要实现软件无线电的所有特点并克服目前的技术局限，并实现低成本和高产量的商业化还有很长的路要走[11]。 1.3 论文的主要研究内容以及结构安排 本论文主要研究了基于AD9361软件无线电硬件平台的设计与实现。论文首先介绍了软件无线电的研究背景和意义，其发展的现状和前景，软件无线电的定义原理以及软件无线电的关键技术。然后制定了软件无线电硬件平台的总体方案设计，并着重介绍了该硬件平台的各个模块硬件电路的实现方案。最后对硬件平台各个模块进行了单独测试以及整个系统的综合测试及系统测试。本文共分成五章: 第一章:介绍了软件无线电的研究背景和意义，然后对软件无线电技术的发展现状进行了简单的介绍并对其发展前景进行了展望。最后对本文的主要研究内 2 第一章 绪论 容和文章结构做了阐述。 ——————————————————————————————————————————————— 第二章:首先对软件无线电技术的定义进行了简单的阐述，介绍了软件无线电的三种结构形式，然后对软件无线电的关键技术做了介绍。最后比较了三种软件无线电硬件平台体系的优缺点。 第三章:首先介绍了软件无线电硬件平台的总体方案设计以及器件选型。然后详细介绍了该硬件平台中AD9361模块、信号接口模块和电源模块的实现方案。最后介绍了PCB板图的设计和实现。 第四章:首先对软件无线电硬件平台PCB板进行了静态测试和电源模块测试。然后简单介绍了FPGA开发平台，最后一节对软件无线电硬件平台各项功能进行了测试，并针对GSM系统进行了综合测试以及整个系统的系统测试。验证了该硬件平台设计合理、工作正常。 第五章:对整个软件无线电硬件平台的设计和实现做出了总结，并对基于AD9361软件无线电硬件平台今后的研究做出了展望。 3 电子科技大学硕士学位论文 第二章 软件无线电硬件平台原理介绍 在这一章中首先介绍了软件无线电硬件平台的整体设计以及器件选型，紧接着对该软件无线电硬件平台中的AD9361模块、信号接口模块和电源模块的实现方案做了详细介绍。然后介绍了软件无线电硬件平台PCB版图的设计和实现及最终实物图。最后简单介绍了FPGA硬件开发平台ML605开发板。 2.1 软件无线电的定义 软件无线电这个概念虽然已经提出了二十多年，但对“软件无线——————————————————————————————————————————————— 电”这个名词至今也没有给出一个一致的、统一的定义。 软件无线电概念的发明者Joseph Mitola博士的定义是:软件无线电是多频段无线电，它具有宽带的天线、射频前端、模-数/数-模变换，能够支持多个空中接口和协议，在理想状态下，所有方面(包括物理空中接口)都可以通过软件来定义[12][13]。Joseph Mitola博士对软件无线电的定义主要集中在宽频带、多频段和可以通过软件来定义的多种接口以及协议的适应能力等几个方面。 软件无线电论坛(www.sdrforum.org)对软件无线电的定义为[14],[15]:软件无线电是一种新型的无线电体系结构，他通过硬件和软件的结合使用无线网络和用户终端具有可重配置能力。软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且相当经济的解决方案，可以通过软件升级来实现功能提高。软件无线电可以使整个系统采用动态的软件编程对设备特性进行重配置[16]。就是说，相同的硬件可以通过软件定义来完成不同的功能。这个相对Joseph Mitola博士来说更加系统更加全面地对软件无线电进行定义，它说明了软件无线电是一种新颖的结构，可以从新的角度来解决通信问题，还强调了对于相同的软件无线电硬件平台，只要修改软件编程就可以实现不同的应用功能[17],[18]。 根据以上两个定义，我们可以了解到:一、软件无线电不仅在通信领域能够很好的应用，也可以广泛应用于电子战、雷达、导航等其他无线电相关领域。二、软件无线电是一种设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 、设计理念而不仅仅是一部无线电台或者一个无线电系统。三、软件无线电的硬件平——————————————————————————————————————————————— 台越简单越好，要与要实现的无线电功能脱钩，功能主要由软件实现。只有具备了以上特性，无线电设备或无线电系统才是真正意义上的“软件无线电”。 4 第二章 软件无线电硬件平台原理介绍 2.2 软件无线电的结构形式 2.2.1 理想软件无线电结构 理想的软件无线电采用宽带模数转换器和数模转换器在天线端口进行A/D、D/A转换，后端的数字信号处理都采用可编程器件的软件来实现。电台结构如图2-1所示。 图2-1 理想软件无线电结构 2.2.2 低通采样软件无线电结构 低通采样软件无线电的组成结构如图2-2所示[19]。图2-2的fmax为所要求的最高工作频率，对于软件无线电来说一般要求fmax?2GHz,根据奈奎斯特采样定理，其采样速度fs应满足 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 (2-1)[20]: fs?(r?1)fmax (2-1) 比如当fmax=2GHz，r=2时:fs?6GHz。这种结构对射频信号直接采样，与软件无线电定义相符合，但是系统需要极高的采样频率，还需要采用多位数、大动态的模数/数模转换器除此以外前端超宽的接收模式就需要很高的动态范围，这些条件以目前的水平器件很难实现。因此只有在工作带宽不太宽的场合这种结构才能适用。 图2-2 低通采样软件无线电结构 ——————————————————————————————————————————————— 5 电子科技大学硕士学位论文 2.2.3 盲区采样软件无线电结构 这种结构采用的是盲区采样原理。其带通采样除了需要一个主采样频率fs之外，还需要M个盲区采样频率fsm(m?0,1,2,„,M?1)，M值由以下公式(2-2)决定: M?INT(2fmax) fs(2-2) 式中，INT[x]表示去大于等于x的最小整数，fmax为最高工作频率，比如当fmax=1GHz，fs=100MHz时，M=20，即共需20种盲区采样频率才能将整个工作带宽覆盖。盲区采样频率由式(2-3)确定: fsm?2m?2fs 2m?3(2-3) 式中，fs为主采样频率，m?0,1,2,„,M?1对应盲区号。主采样频率fs由模数/数模转换器的性能决定;另外还要考虑后续DSP的处理速度能够相匹配。在实际应用中，fs应该尽量设置高，目的是在最高工作频率fmax一定的时候，尽量减少盲区采样频率的个数。盲区采样软件无线电的结构如图2-3所示[19]。 图2-3 盲区采样软件无线电结构 2.2.4 宽带中频带通采样软件无线电结构 宽 ———————————————————————————————————————————————