專利名稱：一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無線通信領(lǐng)域，涉及一種無線電射頻卡，特別是涉及一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡。
背景技術(shù)：
人類之間的信息傳遞和交互是社會(huì)生活中不可或缺的組成部分。其中，無線通信是當(dāng)代通信領(lǐng)域中最為活躍的一部分，它在各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。為了滿足當(dāng)代消費(fèi)者的不同需求，不同的通信標(biāo)準(zhǔn)相繼被推出。軟件無線電技術(shù)是最近幾年才提出的無線通信系統(tǒng)架構(gòu)，其基本思想是通過軟件來配置硬件，實(shí)現(xiàn)靈活的可重構(gòu)特征，軟件無線電技術(shù)的關(guān)鍵難點(diǎn)是在軟件無線電系統(tǒng)的射頻前端。而關(guān)于虛擬無線電系統(tǒng)所使用的通用射頻前端，國(guó)內(nèi)僅存在少數(shù)專利。但是這些僅有的專利，仍存在很多弊端。例如，中國(guó)專利公開號(hào)CN 1964339 A的《基于軟件無線電可升級(jí)的OFDM收發(fā)信機(jī)》，其中包括可變的發(fā)射接收模塊與控制系統(tǒng)，可是其僅支持OFDM系統(tǒng)。中國(guó)專利公開號(hào)CN 1175609C的《多載波軟件無線電收發(fā)信機(jī)及其提高智能天線性能的方法》，其中公開的設(shè)備可用于GSM、CDMA、WCDMA等多種制式，并可通過軟硬件調(diào)節(jié)智能天線間信號(hào)幅度相位，但是其不能同時(shí)支持頻分雙工FDD、時(shí)分雙工TDD。中國(guó)專利公開號(hào)CN102255621A的《一種軟件無線電收發(fā)機(jī)射頻前端電路》，其中公開的射頻前端電路可以同時(shí)支持FDD、TDD雙工模式，并可調(diào)節(jié)設(shè)備性能指標(biāo)，降低功耗，但是其的裝置需要配置外接設(shè)備才能支持實(shí)際收發(fā)，這樣的裝置不具有易用性。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中射頻前端不可以靈活配置，并且不能通過變更軟硬件同時(shí)支持頻分雙工和時(shí)分雙工的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡，連接在天線和計(jì)算機(jī)之間，所述無線電射頻卡包括數(shù)據(jù)接口模塊，用于讀取所述計(jì)算機(jī)上的數(shù)字基帶信號(hào)以及控制指令并輸出，以及將接收的數(shù)字基帶信號(hào)傳輸至所述計(jì)算機(jī)；數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述數(shù)據(jù)接口模塊輸出的數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)并輸出，以及用于將接收的模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)據(jù)接口模塊；調(diào)制解調(diào)模塊，用于將所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的模擬基帶信號(hào)調(diào)制為模擬射頻信號(hào)，以及用于將接收的模擬射頻信號(hào)解調(diào)為模擬基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；模擬增益控制模塊，用于調(diào)整接收到的模擬射頻信號(hào)功率；收發(fā)射頻接口，用于在天線和所述模擬增益控制模塊間傳輸模擬射頻信號(hào)；分別與所述調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)接口模塊連接，用于提供時(shí)鐘的高精度時(shí)鐘模塊；分別與所述收發(fā)射頻接口、模擬增益控制模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)接口模塊連接用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輸出的所述控制指令，并控制收發(fā)射頻接口、模擬增益控制模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)接口模塊的射頻前端控制模塊。優(yōu)選地，所述無線電射頻卡還包括分別與收發(fā)射頻接口、模擬增益控制模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、高精度時(shí)鐘模塊、以及射頻前端控制模塊連接，用于供電的電源模塊。優(yōu)選地，所述模擬增益控制模塊由低噪聲放大器芯片、功率放大器芯片和濾波器組構(gòu)成。優(yōu)選地，所述調(diào)制解調(diào)模塊由射頻調(diào)制器芯片，射頻解調(diào)器芯片構(gòu)成。優(yōu)選地，所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)接口模塊由數(shù)據(jù)緩存陣列，PCIe接口單元構(gòu)成。優(yōu)選地，所述高精度時(shí)鐘模塊由外接時(shí)鐘源接口、內(nèi)部石英晶振、高精度時(shí)鐘管理芯片構(gòu)成。優(yōu)選地，所述射頻前端控制模塊由FPGA或CPLD控制芯片和控制電路構(gòu)成。如上所述，本實(shí)用新型所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，具有以下有益效果:1、所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡可以對(duì)射頻前端靈活配置，工作頻段可以在不小于400MHz-lGHz的范圍上任意配置，支持時(shí)分復(fù)用(TDD)，頻分復(fù)用(FDD)；2、所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡用于支持基于通用處理器的寬帶虛擬通信系統(tǒng)所需的射頻前端，支持20M射頻帶寬；3、所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡支持智能天線。

圖1顯示為本實(shí)用新型的支持智能天線的軟件無線電射頻卡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示為本實(shí)用新型的支持智能天線的軟件無線電射頻卡采用具體芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。元件標(biāo)號(hào)說明1數(shù)據(jù)接口模塊
2數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
3調(diào)制解調(diào)模塊
4模擬增益控制模塊
5收發(fā)射頻接口
6高精度時(shí)鐘模塊
7射頻前端控制模塊
8電源模塊
具體實(shí)施方式
以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。請(qǐng)參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。本實(shí)用新型特別是基于通`用處理器進(jìn)行基帶信號(hào)處理和高層協(xié)議處理的軟件無線電系統(tǒng)的射頻前端。本實(shí)施例提供一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡,連接在天線與計(jì)算機(jī)之間，如圖I所示，所述軟件無線電射頻卡包括數(shù)據(jù)接口模塊1，用于讀取所述計(jì)算機(jī)上的數(shù)字基帶信號(hào)以及控制指令并輸出，以及將收的數(shù)字基帶信號(hào)傳輸至所述計(jì)算機(jī)；所述數(shù)據(jù)接口模塊I主要由數(shù)據(jù)緩存陣列，PCIe接口單元構(gòu)成。數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2，用于將所述數(shù)據(jù)接口模塊I輸出的數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)并輸出，以及用于將接收的模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)據(jù)接口模塊I ;所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2主要由高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成。調(diào)制解調(diào)模塊3，用于將所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2輸出的模擬基帶信號(hào)調(diào)制為模擬射頻信號(hào)，以及用于將接收的模擬射頻信號(hào)解調(diào)為模擬基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2 ;所述調(diào)制解調(diào)模塊3主要由射頻調(diào)制器芯片，射頻解調(diào)器芯片構(gòu)成。具體的，所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2和調(diào)制解調(diào)模塊3主要由芯片LMS6002D構(gòu)成。模擬增益控制模塊4，用于調(diào)整接收到的模擬射頻信號(hào)功率；所述模擬增益控制模塊4主要由低噪聲放大器芯片、功率放大器芯片和濾波器組構(gòu)成。具體的就是由芯片SKY65017、SKY65132、MBC13720、以及 SKY13373 構(gòu)成。收發(fā)射頻接口 5，用于在天線和所述模擬增益控制模塊4間傳輸模擬射頻信號(hào)；所述收發(fā)射頻接口 5是作為射頻天線接口的。所述模擬射頻信號(hào)是在天線與模擬增益控制模塊2之間進(jìn)行傳輸。高精度時(shí)鐘模塊6，分別與所述調(diào)制解調(diào)模塊3、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、以及數(shù)據(jù)接口模塊I連接，用于為所述調(diào)制解調(diào)模塊3、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、及數(shù)據(jù)接口模塊I提供時(shí)鐘。所述高精度時(shí)鐘模塊6主要由外接時(shí)鐘源接口、內(nèi)部石英晶振、高精度時(shí)鐘管理芯片構(gòu)成。具體的，所述高精度時(shí)鐘模塊6主要由芯片⑶CE62005、石英晶振VTD3J12C10M00構(gòu)成，其并具有外部參考頻率入口，通過FPGA芯片中的部分邏輯完成根據(jù)Ipps校準(zhǔn)時(shí)鐘功能。射頻前端控制模塊7，分別與所述數(shù)據(jù)接口模塊1、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、調(diào)制解調(diào)模塊3、模擬增益控制模塊4、以及收發(fā)射頻接口 5連接，用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輸出的控制指令，并控制數(shù)據(jù)接口模塊1、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、調(diào)制解調(diào)模塊3、模擬增益控制模塊4、以及收發(fā)射頻接口 5。所述射頻前端控制模塊7主要由FPGA、CPLD等控制芯片和控制電路構(gòu)成。其中，所述數(shù)據(jù)接口模塊I與所述射頻前端控制模塊7主要由FPGA、芯片XC6VLX75T、芯片XCF32P 構(gòu)成。與上述所有模塊連接，用于為上述所有模塊供電的電源模塊8。所述電源模塊主要由電源轉(zhuǎn)換芯片、電源管理芯片構(gòu)成。所述電源模塊主要由芯片PTH08T230W、芯片TPS72501、芯片 UCC283-ADJ、芯片 LT1761ES5-BYP、芯片 TPS3808G09、芯片 TPS3808G25 構(gòu)成。本實(shí)施例提供的一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡由具體芯片構(gòu)成的結(jié)構(gòu)如圖2所示。本實(shí)施例所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡的工作過程如下:所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡工作過程包括發(fā)射和接收兩部分；當(dāng)在發(fā)射時(shí):數(shù)據(jù)接口模塊I通過PCIE總線，將數(shù)字基帶信號(hào)從計(jì)算機(jī)內(nèi)存中讀取，傳送給數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2 ;數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2將數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)；調(diào)制解調(diào)模塊3將模擬基帶信號(hào)調(diào)制為模擬射頻信號(hào)；模擬增益控制模塊4調(diào)整模擬射頻信號(hào)的功率；收發(fā)射頻接口 5將此模擬射頻信號(hào)傳輸至天線發(fā)射出去。當(dāng)在接收時(shí):收發(fā)射頻接口5將模擬射頻信號(hào)從天線傳輸至模擬增益控制模塊4 ；模擬增益控制模塊4調(diào)整接收到的模擬射頻信號(hào)；調(diào)制解調(diào)模塊3將模擬射頻信號(hào)解調(diào)為模擬基帶信號(hào)；數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2將模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)；數(shù)據(jù)接口模塊I將數(shù)字基帶信號(hào)通過PCIE總線傳輸至計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。本實(shí)用新型所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡具有以下有益效果:1、所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡可以對(duì)射頻前端靈活配置，工作頻段可以在不小于400MHz-lGHz的范圍上任意配置，支持時(shí)分復(fù)用(TDD)，頻分復(fù)用(FDD)；2、所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡用于支持基于通用處理器的寬帶虛擬通信系統(tǒng)所需的射頻前端，支持20M射頻帶寬；3、所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡支持智能天線。并且，所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡可以不用變更硬件，可以通過軟件配置實(shí)現(xiàn)TDD、FDD兩種雙工模式；可以通過軟件配置用于實(shí)現(xiàn)GSM、CDMA、WCDMA、LTE、WLAN等多種制式的無線通信系統(tǒng)；可以通過軟件配置用于實(shí)現(xiàn)CMMB、DVB等多種制式數(shù)字多媒體廣播接收終端；還可以通過軟件配置用于有線通信網(wǎng)絡(luò)包括MoCa，HiNOC, HomeplugAV等系統(tǒng)的通信設(shè)備需注意的是，所述支持智能天線的軟件無線電射頻卡具有支持智能天線的特征是指，所述裝置具有多路收發(fā)射頻接口，支持N個(gè)天線同時(shí)收發(fā)(N大于等于2)，同時(shí)N路天線上的基帶信號(hào)數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘相位一致。綜上所述，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡，連接在天線和計(jì)算機(jī)之間，其特征在于，所述無線電射頻卡包括: 數(shù)據(jù)接口模塊，用于讀取所述計(jì)算機(jī)上的數(shù)字基帶信號(hào)以及控制指令并輸出，以及將接收的數(shù)字基帶信號(hào)傳輸至所述計(jì)算機(jī)； 數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述數(shù)據(jù)接口模塊輸出的數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)并輸出，以及用于將接收的模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)據(jù)接口模塊； 調(diào)制解調(diào)模塊，用于將所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的模擬基帶信號(hào)調(diào)制為模擬射頻信號(hào)，以及用于將接收的模擬射頻信號(hào)解調(diào)為模擬基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊； 模擬增益控制模塊，用于調(diào)整接收到的模擬射頻信號(hào)功率； 收發(fā)射頻接口，用于在天線和所述模擬增益控制模塊間傳輸模擬射頻信號(hào)；分別與所述調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)接口模塊連接，用于提供時(shí)鐘的高精度時(shí)鐘模塊； 分別與所述收發(fā)射頻接口、模擬增益控制模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)接口模塊連接用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輸出的所述控制指令，并控制收發(fā)射頻接口、模擬增益控制模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)接口模塊的射頻前端控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述無線電射頻卡還包括分別與收發(fā)射頻接口、模擬增益控制模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、高精度時(shí)鐘模塊、以及射頻前端控制模塊連接，用于供電的電源模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述模擬增益控制模塊由低噪聲放大器芯片、功率放大器芯片和濾波器組構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述調(diào)制解調(diào)模塊由射頻調(diào)制器芯片，射頻解調(diào)器芯片構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接口模塊由數(shù)據(jù)緩存陣列，PCIe接口單元構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述高精度時(shí)鐘模塊由外接時(shí)鐘源接口、內(nèi)部石英晶振、高精度時(shí)鐘管理芯片構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持智能天線的軟件無線電射頻卡，其特征在于:所述射頻前端控制模塊由FPGA或CPLD控制芯片和控制電路構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種支持智能天線的軟件無線電射頻卡，包括數(shù)據(jù)接口模塊讀取計(jì)算機(jī)上的數(shù)字基帶信號(hào)及控制指令并輸出，及將接收的數(shù)字基帶信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)；數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述數(shù)據(jù)接口模塊輸出的數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)并輸出，及將接收的模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)輸出給所述數(shù)據(jù)接口模塊；調(diào)制解調(diào)模塊將數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的模擬基帶信號(hào)調(diào)制為模擬射頻信號(hào)，將接收的模擬射頻信號(hào)解調(diào)為模擬基帶信號(hào)輸出給數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；模擬增益控制模塊用于調(diào)整模擬射頻信號(hào)；射頻前端控制模塊用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輸出的所述控制指令，并控制上述模塊。本實(shí)用新型可以對(duì)射頻前端靈活配置，支持時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用，支持所需射頻前端。
文檔編號(hào)H04B1/40GK203071918SQ20132002655
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者李明齊, 李佳, 邢留記, 郭瑞絢, 陸小凡 申請(qǐng)人:上海中科高等研究院