文章总结: 本文介绍了基于DSP结构的基带数字无线电的硬件组成,包括射频前端、中频信号处理和基带信号处理三个部分。射频前端由天线、低噪声放大器、模拟混频器和射频镜像抑制滤波器组成;中频信号处理包括功率放大器、中频滤波器、模拟IQ解调器和ADC模块;基带信号处理由DSP核心处理单元完成,负责信号解调、信道解码、均衡、同步和协议栈处理等功能。
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基于DSP结构的软件无线电的硬件组成—基带数字无线电
原创
班班高
网络安全自学
2025年11月23日 19:21
四川
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基于DSP结构的软件无线电的硬件组成
—基带数字无线电
基于DSP结构的软件无线电包含基带数字无线电,中频数字无线电、零中频数字无线电三种结构,基于DSP结构的中频数字无线电见上期内容:基于DSP结构的软件无线电的硬件组成—中频数字无线电。本期讲解基于DSP结构的基带数字无线电。
和基于DSP结构的中频数字无线电一样,基于DSP结构的基带数字无线电的硬件也由射频前端,中频信号处理和基带信号处理三个部分组成。以下以接收方向为例讲解这三个部分的硬件组成。
一、射频前端
射频前端由天线和射频前端模块组成。射频前端模块包括低噪声放大器,模拟混频器、射频镜像抑制滤波器(英文全称:RF Image Rejection Filter)。
1.1低噪声放大器
低噪声放大器用于放大微弱的接收信号,同时尽量少引入噪声。
1.2 模拟混频器
将经过低噪声放大器处理后的射频信号与本地振荡器产生的本振一起送入模拟混频器进行混频,产生模拟中频信号。
1.3 射频镜像抑制滤波器
射频镜像抑制滤波器(英文全称:RF Image Rejection Filter,基带数字无线电中可将模拟低通滤波器作为射频镜像抑制滤波器)的核心任务是对信号经过模拟混频器后跟随模拟中频信号一起产生的“镜像频率”干扰信号进行滤除。
注:后期更新内容将对镜像频率及镜像频率给软件无线电接收机带来的镜频干扰作详细讲解。
二、中频信号处理
2.1 功率放大器
功率放大器将模拟中频信号的功率进行线性放大。
2.2 中频带通选择滤波器
中频带通选择滤波器简称为中频滤波器(英文全称:IF Band Selection Filter,简称为IF Filter),用于信道选择,即从混频器产生的多个频率中精确选出想要的模拟中频信号。
2.3 模拟IQ解调器
模拟IQ解调器先将从中频带通选择滤波器出来的模拟中频信号拆分为同向I分量和正交Q分量,然后使用本地振荡器和一个90°移相器将两路信号下变频为两路低频模拟中频信号,ADC将这两路模拟中频信号分别数字化后给DSP去恢复出最终的0和1比特流。
2.4 ADC模块
ADC(模数转换器)对模拟IQ解调器输出的两路模拟中频信号进行采样,将其转换为数字中频信号。ADC的性能(采样率、位数)直接决定了软件无线电系统能处理的带宽和动态范围。
三、基带信号处理
基带信号处理由DSP核心处理单元完成,DSP核心处理单元接收来自ADC的基带数字信号,执行所有通信协议和信号处理
算法,实现如下功能:
①信号解调:如对QAM调制信号、QPSK调制信号、OFDM调制信号进行解调;
②信道解码:如Turbo、LDPC、Viterbi解码,纠正传输中的错误;
③均衡:补偿信道造成的失真;
④同步:包括载波同步,符号同步、帧同步;
⑤协议栈处理:如MAC层,网络层等。
注:经过DSP解调出的数据(如比特流数据,语音数据)将会通过USB、PCIe等接口发送给嵌入式处理器或电脑,供上层应用使用。
本节内容概括:
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