直接下变频宽带正交解调技术在软件无线电掌上平台中的应用

隔离度做得越好，越可以避免因本振泄漏而使射频信号放大器堵塞等现象的出现。

本振频率合成电路

本振信号采用TCXO锁相倍频得到，采用NS的LMX2347频综芯片。本振电路在设计时要注意控制输出电平的大小，推荐控制在ADI推荐的-8dBm左右，同时注意兼容性设计和屏蔽处理。

AGC电路

本系统采用了扩频体制，要求接收灵敏度较高，而基带信号带宽约为5MHz左右，天线输入的热噪声理想情况下为：

-174(dBm/Hz) * 5(MHz)=-107 dBm

在一般正常的工作情况下信号的强度远远小于热噪声的电平，信噪比达到-20dB。选择非相关AGC来控制最后输出的信号幅度为2VP-P。设计时注意控制AGC的起控点，使其覆盖具体工作时可能的信号输入强度范围。

软件无线电平台的DSP模块

DSP模块作为软件无线电平台的数据采集与处理核心，主要包括ADC、FIFO和DSP，图3即为图1中DSP模块核心部分的细化。系统中扩频通信的带宽为5MHz，AD8347将调制在射频2.2GHz上的宽带信号搬移到近零中频频段，分为I路和Q路两路正交信号输出。然后由A/D对I路和Q路信号采样，采样速率为20M/s。最后，A/D采样的数据通过FIFO传给DSP进行解调和解扩处理。

图3中的AD9201是ADI公司的一款双通道、低电压的高速A/D，每个通道采样速率可以达到每秒20M次采样。它的精度稳定可靠，在全采样带宽范围内，精度始终基本保持着10位的精度。其工作电压设置相当灵活，允许在2.7V~5.5V范围内变动，特别适合于便携式设备在低电压下的高速操作。模拟信号可差分输入，也可单端对地输入，信号的峰峰值通常设置为1Vp-p 或者2Vp-p。VREF为AD9201的参考电源输出端，稳定保持在1V，给AD8347提供精确的电压偏置参考。

核心处理器件为ADI公司的ADSP BF533，该DSP是ADI公司和Intel 公司于2003年初联合推出的一款定点DSP，属于最新的Blackfin系列产品。BF533具有RISC指令结构，运作高效，性能十分优异。其运行在600MHz的主频上，具有两个40 bit的MAC和两个32 bit的ALU，10个地址寻址单元。该DSP内部集成了148 k Byte的全速RAM，并具有丰富的外部接口，如SPI、同步和异步串口、看门狗和多种定时器等。值得一提的是，BF533功率控制良好，在600MHz的主频时功耗只有280mW，并且可以动态地控制电压输入，调整运行频率，减少芯片功耗，十分适合于移动产品的设计。

FIFO作为外部的高速数据缓存，保证系统时序的正常运转。其深度为32K字，响应速度在100M Hz/s以上。其写入时钟WCLK为40MHz，及时读取AD9201采集到的双通道高速数据。读取时钟RCLK由BF533控制，进行DMA传送，稳定工作在50M 字/秒以上。FIFO提供了半满标志信号/HF给DSP，以保证数据不被填满和读空。

系统指标分析

以AD8347为核心的射频直接下变频模块的实测指标如表1所示。

从表中的测试结果来看，基本和ADI公司给出的技术参数相吻合。

从DSP模块来看，从AD8347输出的零中频信号最高信噪比约为30dB，最低信噪比约为-20dB。在强信噪比环境下，对于基带扩频信号，DSP模块解扩效果理想，没有误码。在最低信噪比的环境下，DSP模块解扩后的误码率约为10-5，达到系统设计的预期目的。

结语

工程实践证明，整个系统的软件无线电处理平台结构合理，性能稳定。由于尽可能使用了微小封装的集成电路，接收机的大小只比名片略大，功耗在1瓦以下，很好地满足了掌上携带的需要。软件进行了模块化设计，升级方便，具有较强的可移植性和兼容性，可应用于3G测试设备以及卫星通信等诸多方面。该平台已经成功地在某通信系统中得到应用，系统运行结果符合技术要求。