FPGA软件无线电

                                                    图3、用ICS-554实现的64抽头2分样DDC的系统内系统性能

                                                         

图4、在带沿的下变频信号的功率频谱

1百万门的Virt ex II FPGA支持单个2分样64抽头DDC，因此，FPGA可容易地集成到ICS-554B中。  

在集成这些高速DDC时，必须保证数据传输不被中断。对于多信道系统，这意味着需要用专门数据总线。行业标准PMC模块具有通过旁路PCI总线经Pn4PMC用户I/O连接器直接传输高速数据。  

对于发送器，数字下变频器用数字上变频器（DUC）替代。DUC采用数字内插滤波器并具有同样的优点 。  

实时频谱监控和监测  

实时频谱监视和监测是方便采用FPGA和软件无线电技术的另一问题。不同于明显用于信号信息（SIGINT）和EW方案，此功能已泛用于RF测试和频谱分析应用。  

带高速ADC和大用户FPGA的商用现成模块（如ICS-554）对于实时频监视和监测系统是一个理想的平台。大用户FPGA对于实现实时功率频谱估计值（FFT），幅度计算和频谱平均是理想的。限定范围和检测之后，可以用板上窄带数字调谐器做为降落接收器来调谐所关心的信道。集成IP核以保证这样复杂的系统可用于行业标准单PMC卡。  

ICS已把8K实时FET引擎和功率检测及频谱平均集成在一起（图5）。  

Virtex II FPGA很容易支持需功率检测和可编程平均的8K FET引擎。

                                              图5、在板上FPGA实现实时（Fs=100MHz）功率频谱计算

用于改进C/I 的智能天线和相控阵雷达射束形成器  

虽具有大量元件的相控阵雷达的C/I改进的智能天线正在成为下一代商用无线系统的共同关心的问题。这两方面的应用具有共同的原理。这些系统可以处理大量带宽并能来回传送数据。建造一个能在多DDC间同步和多模块间高速数据传输均同步系统。  

一个在40和20MHz带宽实现的2×2射束形成器示于图6。用两个ICS-554采集4路模拟信道。对于20MHz带宽，每个ICS-554产生4个单独的射束，其中两个射束送到其他数据采集板卡。每个板卡把内部产生的2个单独射束与以其他ICS-554接收的2个单独射束组合产生2个完整射束。对于低电压晶体管—晶体管逻辑（LVTTL）门400MBps。每个方向板之间的数据传输是200MBps。希望用低电压差分传输（LVDS）接口能显著地增加数据传输，增加带宽。

图6、用安装在单PCI载波器上的2个ICS-554C模块实现2×2射束形成器。

在Pn4PMC用户I/O上高速数据传输  

在某些应用中，对于系统集成人员从商用现成PMC模块用用户定义的协议传输高速数据是更方便的，这使系统总线对于其他功能是空闲的。这样一种协议通常用在前面板数据口（FPDF）协议，这是一种ANSI/VITA（美国国家标准委员会/VME bus行业贸易协会）标准。为了确保高速数据传输，ICS在用户FPGA中已实现发送和接收核来支持PMC模块的Pn4用户I/0连接器的FPDA前面板数据口。因此，系统集成人员经FPDA在ICS PMC模块上有无缝传输数据的方法。其他标准和专利数据传输协议也能在用户FPGA中实现。

在Pn4用户 I/O连接器上用LVDS信号传输可在PMC模块间或从PMC模块到母板实现高速数据传输。  

结语  

FPGA 正在成为无线电设计的主要部分。要增加更多功能到FPGA。然而，FPGA和传统DSP及GPP正在共存，而灵活的平台将包括二者的混合。  

对待FPGA，设计像执行硬件设计，而不仅是一个软件问题，在任务计划阶段是需要考虑的因素。