关于软件无线电的中波接收机研究

李孟军

（作者单位：新疆自治区广电局节目传输中心库车8106台）

关于软件无线电的中波接收机研究

李孟军

（作者单位：新疆自治区广电局节目传输中心库车8106台）

软件无线电是一种新兴的无线通信体系，软件无线电将硬件看成无线通信的基本平台，将宽带转换器靠近天线，从而实现更多软件的通信功能，其在通信领域得到了广泛运用。软件无线电的通用性非常强，软件经过一定的修改之后就可以实现系统的调制，通过软件来实现通信。

中波；软件无线电；接收机

软件无线电是一种新兴的无线通信体系，是在现代通信理论的基础上发展起来的，涉及到微电子技术、数字信号处理技术等，数字化采样天线感应的射频模拟信号，通过数字信号处理器处理，利用软件来完成各项功能，使其可以适应各种环境，提高其扩张性。中波接收机是信号接收的重要系统。

1　软件无线电中波接收机原理

软件无线电中的中波接收机主要是完成中短波的通信，也可以接受数字信号以及157～174MHz高频模拟语言，从而实现中波模拟语音信号的接收。

1.1A/D转换部分

A/D转换是软件无线电的一个关键部位，中波接收机的性能受A/D转换性能的影响非常大，而A/D转换的性能又包括分辨率和采样速率等指标。在A/D输出的信号中，信噪比的动态范围直接受到分辨率和采样速率这两个指标的影响。在中波接受的第二中频率中，第二中频的频率比较低，根据采样原则，采样的速率应该是在2.5fmax以上，所以在选择芯片的时候应该选择采样速率20MHz的芯片。在选择A/D转换倍数的时候，如果提高A/D的转换倍数，信噪比也会相应提高。所以，可以选择12-14位的A/ D芯片，如AD6640、ADCB120等。

1.2RF处理部分

现阶段的A/D芯片的采样速率已经得到一个比较高的值，最高的可以达到100MHz，从软件的无线电技术中可以了解到，A/D芯片的位置应该靠近在无线端，这样就大大增加了设计成本，因而运用不广泛。为了降低设计成本，可以根据已有的通信设备以及电路的特征，采用中频软件无线电技术。现在的中波接收机普遍使用二次变频，因为第二中频的频率较低，A/D转化信号保持在10MHz以下，这样对A/D转换的要求也就降低了，此时再采用抗混叠滤波，在采样之后就可以减少频谱的混叠，从而提高系统的抗干扰能力，在接受信号的时候可以免受外界环境和外界因素的干扰，从而保证信号的稳定性。

1.3DDC和DDS

根据DSP的需求，在进行射频信号的解调的时候应该要经过大量的数字运算，数字运算的过程比较麻烦，并且数字运算的量越大，信息的处理也就越滞后。所以，为了实现信号的及时处理就需要降低DSP处理器的数据运算速率，采用数字下的直接变频技术（DDC）。数字下变频又包括二次采样、数字下变频等，可以使用数字频率变换技术将数字信号转化为基带信号，并将基带信号传输到DSP处理器中进行处理。DDS是数字锁相环，它的输出频率可以通过计算机来控制。DDS一般可以选择HSP50210，DDC则可以选择HSP50214，HSP50214可以将多种信号的波形的基带进行信号处理，HSP50210芯片具有载波跟踪、匹配滤波器和自动增益控制等特点，两种芯片结合使用可以实现信号的同步。

1.4DSP处理单元

DSP处理单元可以完成各种信号的数字化处理，其中包括需要的数字滤波器，数字滤波器的参数可以由软件来设置，从而满足不同滤波的需要，最终实现信道的解码和信道的均衡等。此外，DSP处理单元还可以和主控计算机进行信息交换，从而实现信息的共享。

2　中波接收机的设计及模块选择对比

2.1系统总体设计

中波接收机的系统总体设计方案包括信号处理模块、AD转换模块、DA转换模块、SDRAM 外部存储模块、射频前端模块和上位机接口与控制模块。其中，信号处理模块是核心的处理单位不仅可以实现系统和上机位之间的相互通信，还可以对AD采样信号的滤波进行调解，DA转换模块可以将调解出来的音频信号转化成模拟信号，并实现信号的输出，而AD转换模块的作用是采集信号，并将模拟信号转换为数字信号。射频前端模块是接收信号的前端，将接收到的中波信号放大之后提供给AD转换模块，供AD采集。

2.2多种信号处理模块的对比

信号处理模块方案主要包括DSP方案、FPGA方案和ASIC方案，这三种方案都具有自己的优点和缺点，FPGA方案的规模比ASIC方案大，并且功能也更强，用户可以反复编程和擦除，在不同的软件下可以实现不同的功能。与DSP方案相比，FPGA方案的处理速度更快，因为它是用硬件来设计电路的，所以整个系统也更稳定。同时，FPGA方案还具有海量的资源，可以实现片上系统。在软件无线电中，考虑到无线电的特点，一般选择FPGA方案作为信号处理模块的核心器件。

3　结语

软件无线电是无线电技术和未来通信的发展方向，是一门新的技术，在我国正处于发展阶段，随着科学技术的不断发展，数字处理的速度将会越来越快，功能也将变得越来越强大，从而为人们的通信提供更好的服务。

［1］任学恒.软件无线电接收机中信道化模块的研究［D］.成都：电子科技大学，2007（1）.

［2］吴地金.无线通信中数字中频接收系统研究［D］.杭州：浙江大学，2004（2）.