FPGA的虚拟无线电射频前端及PCIe接口设计

陈先生528

摘要.
随着通信技术的迅猛发展，新的通信体制与标准的不断出台，出现了新旧
9 @3 j1 D1 |! R5 H' M) d& V通信系统标准共存的局面，使得各种通信系统的互连互通变得更加的复杂。为
& g& X) ^5 X, r4 q了满足设备的互通问题，缩短开发周期，降低开发成本，人们提出了通过软件
方式来实现无线通信的虚拟无线电概念。本文结合了虚拟无线电涉及的一- 些关
5 ]2 j! t+ r) V键技术和基础理论，基于虚拟无线电架构，设计了一*种基于PCI Express总线
接口的虚拟无线电射频前端板卡。
本文利用PCI Express高速总线接口作为PC与射频前端板卡的数据传输
$ l& W$ a; U; s* s9 s7 {% F接口，并使用高效的DMA工作机制，实现总线接口间高数据速率、低时延的
: T# M3 o7 u  B6 [. N' i数据交互。射频前端的设计采用直接变频的架构，有效的提高了前端集成度，
6 B6 w! G8 i6 t+ z并将射频部分，接口部分和FPGA控制部分有效的集成到一块板子上。
; x9 L( M) p9 c) Q. D, o文中给出了虚拟无线电射频前端的基本结构和模块组成，重点阐述了整个
& P2 R! {9 l; e" N, a# ?射频前端的硬件设计关键技术及FPGA本地控制逻辑。其中，硬件部分主要包
括: FPGA模块、电源模块、时钟模块、PCle模块和射频模块，并给出相应电
# ^& `: A9 t2 e5 e1 n! d- f& z路原理图设计: FPGA部分主要包括DMA控制模块、天线模块、数据缓冲处
8 \5 ^/ c1 r  I7 ?理模块、参数配置模块和定时控制模块，并给出各模块时序仿真图。文中还对
所设计的射频前端板卡进行了测试，并对测试结果进行了分析和总结。
、经实践验证， 本文设计的虚拟无线电射频前端在中频段( 700MHz-900MHz)
/ ^: y' W- w/ A$ p" p范围发射和接收性能较好，通过修改相应的应用程序以及FPGA程序，即可在
% n3 I. m3 {" @5 f8 y一块射频前端板卡下实现协议的切换。该射频前端板卡具有良好的通用性，在
& D5 @" t5 j1 Z) k: {) J软件无线电系统中，可作为射频前端进行无线信号的接收和发送，作为无线接
入网卡设备、无线系统试验设备来使用:还可用于构建行业专网通信系统。
关键字:软件无线电，虚拟无线电，PCI Express, FPGA, 射频前端
0 B1 w. X# m5 C! v# M8 Q, c

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

; u: R7 ^0 a, s7 ?

道法自然

本文利用PCI Express高速总线接口作为PC与射频前端板卡的数据传输 接口，并使用高效的DMA工作机制，实现总线接口间高数据速率、低时延的# y7 w# |+ \, l" @ 数据交互。射频前端的设计采用直接变频的架构，有效的提高了前端集成度， 并将射频部分，接口部分和FPGA控制部分有效的集成到一块板子上。