专利名称：一种支持智能天线的软件无线电射频卡的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线通信领域，涉及一种无线电射频卡，特别是涉及一种支持智能天线的软件无线电射频卡。
背景技术：
人类之间的信息传递和交互是社会生活中不可或缺的组成部分。其中，无线通信是当代通信领域中最为活跃的一部分，它在各个方面得到了广泛的应用。为了满足当代消费者的不同需求，不同的通信标准相继被推出。软件无线电技术是最近几年才提出的无线通信系统架构，其基本思想是通过软件来配置硬件，实现灵活的可重构特征，软件无线电技术的关键难点是在软件无线电系统的射频前端。而关于虚拟无线电系统所使用的通用射频前端，国内仅存在少数专利。但是这些仅有的专利，仍存在很多弊端。例如，中国专利公开号CN 1964339 A的《基于软件无线电可升级的OFDM收发信机》，其中包括可变的发射接收模块与控制系统，可是其仅支持OFDM系统。中国专利公开号CN 1175609C的《多载波软件无线电收发信机及其提高智能天线性能的方法》，其中公开的设备可用于GSM、CDMA、WCDMA等多种制式，并可通过软硬件调节智能天线间信号幅度相位，但是其不能同时支持频分双工FDD、时分双工TDD。中国专利公开号CN102255621A的《一种软件无线电收发机射频前端电路》，其中公开的射频前端电路可以同时支持FDD、TDD双工模式，并可调节设备性能指标，降低功耗，但是其的装置需要配置外接设备才能支持实际收发，这样的装置不具有易用性。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种支持智能天线的软件无线电射频卡，用于解决现有技术中射频前端不可以灵活配置，并且不能通过变更软硬件同时支持频分双工和时分双工的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种支持智能天线的软件无线电射频卡，连接在天线和计算机之间，所述无线电射频卡包括数据接口模块，用于读取所述计算机上的数字基带信号以及控制指令并输出，以及将接收的数字基带信号传输至所述计算机；数模模数转换模块，用于将所述数据接口模块输出的数字基带信号转换为模拟基带信号并输出，以及用于将接收的模拟基带信号转换为数字基带信号输出给所述数据接口模块；调制解调模块，用于将所述数模模数转换模块输出的模拟基带信号调制为模拟射频信号，以及用于将接收的模拟射频信号解调为模拟基带信号输出给所述数模模数转换模块；模拟增益控制模块，用于调整接收到的模拟射频信号功率；收发射频接口，用于在天线和所述模拟增益控制模块间传输模拟射频信号；分别与所述调制解调模块、数模模数转换模块、以及数据接口模块连接，用于提供时钟的高精度时钟模块；分别与所述收发射频接口、模拟增益控制模块、调制解调模块、数模模数转换模块、以及数据接口模块连接用于执行计算机输出的所述控制指令，并控制收发射频接口、模拟增益控制模块、调制解调模块、数模模数转换模块、以及数据接口模块的射频前端控制模块。优选地，所述无线电射频卡还包括分别与收发射频接口、模拟增益控制模块、调制解调模块、数模模数转换模块、数据接口模块、高精度时钟模块、以及射频前端控制模块连接，用于供电的电源模块。优选地，所述模拟增益控制模块由低噪声放大器芯片、功率放大器芯片和滤波器组构成。优选地，所述调制解调模块由射频调制器芯片，射频解调器芯片构成。优选地，所述数模模数转换模块由高速数模转换芯片、高速模数转换芯片构成。优选地，所述数据接口模块由数据缓存阵列，PCIe接口单元构成。优选地，所述高精度时钟模块由外接时钟源接口、内部石英晶振、高精度时钟管理芯片构成。优选地，所述射频前端控制模块由FPGA或CPLD控制芯片和控制电路构成。如上所述，本实用新型所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，具有以下有益效果:1、所述支持智能天线的软件无线电射频卡可以对射频前端灵活配置，工作频段可以在不小于400MHz-lGHz的范围上任意配置，支持时分复用(TDD)，频分复用(FDD)；2、所述支持智能天线的软件无线电射频卡用于支持基于通用处理器的宽带虚拟通信系统所需的射频前端，支持20M射频带宽；3、所述支持智能天线的软件无线电射频卡支持智能天线。
图1显示为本实用新型的支持智能天线的软件无线电射频卡的结构示意图。图2显示为本实用新型的支持智能天线的软件无线电射频卡采用具体芯片的结构示意图。元件标号说明1数据接口模块
2数模模数转换模块
3调制解调模块
4模拟增益控制模块
5收发射频接口
6高精度时钟模块
7射频前端控制模块
8电源模块
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。本实用新型特别是基于通`用处理器进行基带信号处理和高层协议处理的软件无线电系统的射频前端。本实施例提供一种支持智能天线的软件无线电射频卡,连接在天线与计算机之间，如图I所示，所述软件无线电射频卡包括数据接口模块1，用于读取所述计算机上的数字基带信号以及控制指令并输出，以及将收的数字基带信号传输至所述计算机；所述数据接口模块I主要由数据缓存阵列，PCIe接口单元构成。数模模数转换模块2，用于将所述数据接口模块I输出的数字基带信号转换为模拟基带信号并输出，以及用于将接收的模拟基带信号转换为数字基带信号输出给所述数据接口模块I ;所述数模模数转换模块2主要由高速数模转换芯片、高速模数转换芯片构成。调制解调模块3，用于将所述数模模数转换模块2输出的模拟基带信号调制为模拟射频信号，以及用于将接收的模拟射频信号解调为模拟基带信号输出给所述数模模数转换模块2 ;所述调制解调模块3主要由射频调制器芯片，射频解调器芯片构成。具体的，所述数模模数转换模块2和调制解调模块3主要由芯片LMS6002D构成。模拟增益控制模块4，用于调整接收到的模拟射频信号功率；所述模拟增益控制模块4主要由低噪声放大器芯片、功率放大器芯片和滤波器组构成。具体的就是由芯片SKY65017、SKY65132、MBC13720、以及 SKY13373 构成。收发射频接口 5，用于在天线和所述模拟增益控制模块4间传输模拟射频信号；所述收发射频接口 5是作为射频天线接口的。所述模拟射频信号是在天线与模拟增益控制模块2之间进行传输。高精度时钟模块6，分别与所述调制解调模块3、数模模数转换模块2、以及数据接口模块I连接，用于为所述调制解调模块3、数模模数转换模块2、及数据接口模块I提供时钟。所述高精度时钟模块6主要由外接时钟源接口、内部石英晶振、高精度时钟管理芯片构成。具体的，所述高精度时钟模块6主要由芯片⑶CE62005、石英晶振VTD3J12C10M00构成，其并具有外部参考频率入口，通过FPGA芯片中的部分逻辑完成根据Ipps校准时钟功能。射频前端控制模块7，分别与所述数据接口模块1、数模模数转换模块2、调制解调模块3、模拟增益控制模块4、以及收发射频接口 5连接，用于执行计算机输出的控制指令，并控制数据接口模块1、数模模数转换模块2、调制解调模块3、模拟增益控制模块4、以及收发射频接口 5。所述射频前端控制模块7主要由FPGA、CPLD等控制芯片和控制电路构成。其中，所述数据接口模块I与所述射频前端控制模块7主要由FPGA、芯片XC6VLX75T、芯片XCF32P 构成。与上述所有模块连接，用于为上述所有模块供电的电源模块8。所述电源模块主要由电源转换芯片、电源管理芯片构成。所述电源模块主要由芯片PTH08T230W、芯片TPS72501、芯片 UCC283-ADJ、芯片 LT1761ES5-BYP、芯片 TPS3808G09、芯片 TPS3808G25 构成。本实施例提供的一种支持智能天线的软件无线电射频卡由具体芯片构成的结构如图2所示。本实施例所述的支持智能天线的软件无线电射频卡的工作过程如下:所述支持智能天线的软件无线电射频卡工作过程包括发射和接收两部分；当在发射时:数据接口模块I通过PCIE总线，将数字基带信号从计算机内存中读取，传送给数模模数转换模块2 ;数模模数转换模块2将数字基带信号转换为模拟基带信号；调制解调模块3将模拟基带信号调制为模拟射频信号；模拟增益控制模块4调整模拟射频信号的功率；收发射频接口 5将此模拟射频信号传输至天线发射出去。当在接收时:收发射频接口5将模拟射频信号从天线传输至模拟增益控制模块4 ；模拟增益控制模块4调整接收到的模拟射频信号；调制解调模块3将模拟射频信号解调为模拟基带信号；数模模数转换模块2将模拟基带信号转换为数字基带信号；数据接口模块I将数字基带信号通过PCIE总线传输至计算机的内存中。本实用新型所述的支持智能天线的软件无线电射频卡具有以下有益效果:1、所述支持智能天线的软件无线电射频卡可以对射频前端灵活配置，工作频段可以在不小于400MHz-lGHz的范围上任意配置，支持时分复用(TDD)，频分复用(FDD)；2、所述支持智能天线的软件无线电射频卡用于支持基于通用处理器的宽带虚拟通信系统所需的射频前端，支持20M射频带宽；3、所述支持智能天线的软件无线电射频卡支持智能天线。并且，所述支持智能天线的软件无线电射频卡可以不用变更硬件，可以通过软件配置实现TDD、FDD两种双工模式；可以通过软件配置用于实现GSM、CDMA、WCDMA、LTE、WLAN等多种制式的无线通信系统；可以通过软件配置用于实现CMMB、DVB等多种制式数字多媒体广播接收终端；还可以通过软件配置用于有线通信网络包括MoCa，HiNOC, HomeplugAV等系统的通信设备需注意的是，所述支持智能天线的软件无线电射频卡具有支持智能天线的特征是指，所述装置具有多路收发射频接口，支持N个天线同时收发(N大于等于2)，同时N路天线上的基带信号数模模数转换的时钟相位一致。综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种支持智能天线的软件无线电射频卡，连接在天线和计算机之间，其特征在于，所述无线电射频卡包括: 数据接口模块，用于读取所述计算机上的数字基带信号以及控制指令并输出，以及将接收的数字基带信号传输至所述计算机； 数模模数转换模块，用于将所述数据接口模块输出的数字基带信号转换为模拟基带信号并输出，以及用于将接收的模拟基带信号转换为数字基带信号输出给所述数据接口模块； 调制解调模块，用于将所述数模模数转换模块输出的模拟基带信号调制为模拟射频信号，以及用于将接收的模拟射频信号解调为模拟基带信号输出给所述数模模数转换模块； 模拟增益控制模块，用于调整接收到的模拟射频信号功率； 收发射频接口，用于在天线和所述模拟增益控制模块间传输模拟射频信号；分别与所述调制解调模块、数模模数转换模块、以及数据接口模块连接，用于提供时钟的高精度时钟模块； 分别与所述收发射频接口、模拟增益控制模块、调制解调模块、数模模数转换模块、以及数据接口模块连接用于执行计算机输出的所述控制指令，并控制收发射频接口、模拟增益控制模块、调制解调模块、数模模数转换模块、以及数据接口模块的射频前端控制模块。
2.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述无线电射频卡还包括分别与收发射频接口、模拟增益控制模块、调制解调模块、数模模数转换模块、数据接口模块、高精度时钟模块、以及射频前端控制模块连接，用于供电的电源模块。
3.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述模拟增益控制模块由低噪声放大器芯片、功率放大器芯片和滤波器组构成。
4.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述调制解调模块由射频调制器芯片，射频解调器芯片构成。
5.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述数模模数转换模块由高速数模转换芯片、高速模数转换芯片构成。
6.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述数据接口模块由数据缓存阵列，PCIe接口单元构成。
7.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述高精度时钟模块由外接时钟源接口、内部石英晶振、高精度时钟管理芯片构成。
8.根据权利要求1所述的支持智能天线的软件无线电射频卡，其特征在于:所述射频前端控制模块由FPGA或CPLD控制芯片和控制电路构成。
专利摘要本实用新型提供一种支持智能天线的软件无线电射频卡，包括数据接口模块读取计算机上的数字基带信号及控制指令并输出，及将接收的数字基带信号传输至计算机；数模模数转换模块将所述数据接口模块输出的数字基带信号转换为模拟基带信号并输出，及将接收的模拟基带信号转换为数字基带信号输出给所述数据接口模块；调制解调模块将数模模数转换模块输出的模拟基带信号调制为模拟射频信号，将接收的模拟射频信号解调为模拟基带信号输出给数模模数转换模块；模拟增益控制模块用于调整模拟射频信号；射频前端控制模块用于执行计算机输出的所述控制指令，并控制上述模块。本实用新型可以对射频前端灵活配置，支持时分复用和频分复用，支持所需射频前端。
文档编号H04B1/40GK203071918SQ20132002655
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者李明齐, 李佳, 邢留记, 郭瑞绚, 陆小凡 申请人:上海中科高等研究院