虚拟无线电中基带射频接口的实现方法及基带射频接口技术

技术编号:10256209 阅读:221 留言:0更新日期:2014-07-25 10:25
本发明专利技术提供一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法及基带射频接口,所述基带射频接口包括:用于产生用于所述基带射频接口工作的时钟信号的计时器;用于产生时间数据的时间数据产生器;用于将所述时间数据进行打包发送至基带处理器的接收数据打包模块;用于从所述基带处理器读取包含有定时指令和调整指令的数据包的发送数据解包模块,发送数据解包模块同时对所述数据包进行解析,并将解析后得到的调整指令和定时指令分别进行存储;用于根据所述定时指令设定触发调整指令运行的定时触发指令的定时器;用于执行所述调整指令的射频调整指令控制器。本发明专利技术有效解决了现有技术中基带射频通信带宽不足、传输时延大以及同步精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软件无线电
,特别是涉及基于通用计算机进行基带信号处理的虚拟无线电通信系统的基带与射频收发器的接口及其应用方法
,具体为一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法及基带射频接口
技术介绍
随着人们需求的变化和通信技术的发展,出现了各种各样的无线通信制式与相应的通信设备,为了满足设备的互通问题,缩短开发周期,降低开发成本,人们提出了软件无线电的概念。软件无线电的核心思想是构造一个具有开放性的、标准化的、模块化的通用硬件平台,将各种通信功能通过软件在此硬件平台上实现。由于硬件平台可以随着器件的发展不断升级,同时可以通过增改软件的方式来实现新的通信功能,软件无线电的概念受到广泛关注。虚拟无线电的概念是1999年V.Bose等人提出的,它的目标是以通用计算机的计算能力代替专用器件来完成无线通信中的数字信号处理过程。与基于专用可编程器件架构的软件无线电相比,虚拟无线电系统具有开发成本低、周期短、升级快捷、配置灵活的特点,可支持现有的多种模式的无线网络,还可以通过扩展设计支持未来的网络模式。是更加“软件化”的软件无线电。目前,虚拟无线电的基带与射频的接口通过以下方式实现:1、高速网口,例如GNU-Radio采用千兆以太网口实现基带与射频的连接,可以满足双向1Gbps的通信速率,通信的时延通常在1毫秒左右;2、高速USB接口等高速外部总线接口,如高速USB2.0接口可以满足480Mbps的单工通信速率,USB3.0接口可以满足5Gbps的全双工速率,通信的时延通常在100微秒左右。现有技术中,也有公开的涉及软件无线电的基带射频接口的相关专利,如专利技术名称为《一种基于软件无线电的基带射频接口及其应用方法》、专利公布号为N102740511A的专利,公开了基于软件无线电的基带射频接口,但该专利主要用于专门的矢量处理器或DSP,无法经简易改造并实施在虚拟无线电系统上;专利技术名称为《一种采用软件无线电技术的移动通信基站收发信机及信号处理方法》、专利公布号为CN102170715A的专利,公开了一种软件无线但系统的收发信机框架,但其并没有详细描述其基带射频接口的设计;专利技术名称为《软件无线电系统中基于PCI总线的数据同步方法及系统》、专利公布号为CN102571317A的专利,公开了一种基于PCI总线的接口,但需要中断进行配合,如果需要达到几十微秒的数据同步时延,系统中断造成的开销非常大,同样不适用于宽带高速无线通信系统的实现。除了上述缺点外,采用上述方式还都存在以下缺点:1、通信带宽不足,无法满足下一代宽带无线通信系统,例如LTE双天线系统,20MHz射频带宽采用30.72MHz基带采样速率,16位采样位宽,所需的基带与射频的双向通信带宽为1966.08Mbps,仅有USB3.0接口可以满足;2、时延过大,现在的无线宽带通信系统在设计时都要求尽可能的缩短系统造成的时延,因此,留给基带与射频接口的传输时延很小,一般为几十个微秒,上述方式无法满足如此小的传输时延;3、射频发射接收的准确定时较难完成,多个射频模块间的同步在现有的接口下无法完成。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法及基带射频接口,用于解决现有技术中基带射频通信带宽不足、传输时延大以及同步精度低的问题。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术在一方面提供一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法,应用于虚拟无线电中连接基带处理器和射频模块的基带射频接口,所述方法包括:根据所述射频模块中的时钟信号产生用于所述基带射频接口工作的时钟信号;根据所述时钟信号产生时间数据;将所述时间数据进行打包,并将打包之后的打包数据发送至基带处理器;所述基带处理器根据打包数据中包含的时间数据校准内部时钟,并生成包含用于定时调整所述基带射频接口和所述射频模块调整中参数的定时指令和调整指令的数据包,同时将所述数据包发送至所述基带射频接口;对所述数据包进行解析,并将解析后得到的调整指令和定时指令分别进行存储;根据所述定时指令触发所述调整指令运行,根据所述调整指令调整所述基带射频接口和所述射频模块调整中参数。可选地,所述基带射频接口与所述基带处理器通过高速总线相连,所述基带射频接口与所述射频模块通过高速电子线路相连。可选地,所述打包数据中还包括所述射频模块中接收到的基带数据。本专利技术在另外一方面提供一种基带射频接口,用于虚拟无线电中连接基带处理器和射频模块,所述基带射频接口包括:计时器,与所述射频模块相连,用于根据所述射频模块中的时钟信号产生用于所述基带射频接口工作的时钟信号;时间数据产生器,与所述计时器相连,用于根据所述时钟信号产生时间数据;接收数据打包模块,与所述时间数据产生器相连,用于将所述时间数据进行打包,并将打包之后的打包数据发送至基带处理器;发送数据解包模块,与所述基带处理器相连,用于从所述基带处理器读取所述基带处理器生成的包含有用于定时调整所述基带射频接口和所述射频模块调整中参数的定时指令和调整指令的数据包,同时对所述数据包进行解析,并将解析后得到的调整指令和定时指令分别进行存储;定时器,与所述发送数据解包模块相连,用于存储所述定时指令并根据所述定时指令设定触发调整指令运行的定时触发指令;射频调整指令控制器,分别与所述发送数据解包模块和所述定时器相连,用于存储所述调整指令,并在所述定时器中的定时触发指令触发时,执行所述调整指令以配置所述基带射频接口和所述射频模块中的参数;高速总线接口,用于所述接收数据打包模块和发送数据解包模块与所述基带处理器进行通信。可选地,所述射频调整指令控制器通过控制寄存器IO接口对所述基带射频接口和所述射频模块中的参数进行配置。可选地,所述接收数据打包模块采用DMA方式将打包数据发送至基带处理器;所述发送数据解包模块采用DMA方式从所述基带处理器的DMA缓冲区内读取数据包。可选地,所述基带射频接口与所述基带处理器通过高速总线相连,所述基带射频接口与所述射频模块通过高速电子线路相连。可选地,所述高速总线为PCIE总线、Hyper Transport总线、USB总线、或Intel QuickPath Interconnect总线。可选地,所述基带处理器根据打包数据中包含的时间数据校准内部时钟。可选地,所述接收数据打包模块发送的打包数据和所述基带处理器发送的数据包分别包含若干路天线数据。如上所述,本专利技术的一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法及基带射频接口,具有以下本文档来自技高网
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虚拟无线电中基带射频接口的实现方法及基带射频接口

【技术保护点】
一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法,应用于虚拟无线电中连接基带处理器和射频模块的基带射频接口,其特征在于,所述方法包括:根据所述射频模块中的时钟信号产生用于所述基带射频接口工作的时钟信号;根据所述时钟信号产生时间数据;将所述时间数据进行打包,形成打包数据并将所述打包数据发送至基带处理器;所述基带处理器根据打包数据中包含的时间数据校准内部时钟,并生成包含用于定时调整所述基带射频接口和所述射频模块调整中参数的定时指令和调整指令的数据包,同时将所述数据包发送至所述基带射频接口;对所述数据包进行解析,并将解析后得到的调整指令和定时指令分别进行存储;根据所述定时指令触发所述调整指令运行,根据所述调整指令调整所述基带射频接口和所述射频模块调整中参数。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟无线电中基带射频接口的实现方法,应用于虚拟无线电中连接基带处理器和射频
模块的基带射频接口,其特征在于,所述方法包括:
根据所述射频模块中的时钟信号产生用于所述基带射频接口工作的时钟信号;
根据所述时钟信号产生时间数据;
将所述时间数据进行打包,形成打包数据并将所述打包数据发送至基带处理器;
所述基带处理器根据打包数据中包含的时间数据校准内部时钟,并生成包含用于定时
调整所述基带射频接口和所述射频模块调整中参数的定时指令和调整指令的数据包,同时
将所述数据包发送至所述基带射频接口;
对所述数据包进行解析,并将解析后得到的调整指令和定时指令分别进行存储;
根据所述定时指令触发所述调整指令运行,根据所述调整指令调整所述基带射频接口
和所述射频模块调整中参数。
2.根据权利要求1所述的虚拟无线电中基带射频接口的实现方法,其特征在于,所述基带射
频接口与所述基带处理器通过高速总线相连,所述基带射频接口与所述射频模块通过高速
电子线路相连。
3.根据权利要求1所述的虚拟无线电中基带射频接口的实现方法,其特征在于,所述打包数
据中还包括所述射频模块中接收到的基带数据。
4.一种基带射频接口,用于虚拟无线电中连接基带处理器和射频模块,其特征在于,所述基
带射频接口包括:
计时器,与所述射频模块相连,用于根据所述射频模块中的时钟信号产生用于所述基
带射频接口工作的时钟信号;
时间数据产生器,与所述计时器相连,用于根据所述时钟信号产生时间数据;
接收数据打包模块,与所述时间数据产生器相连,用于将所述时间数据进行打包,并
将打包之后的打包数据发送至基带处理器;
发送数据解包模块,与所述基带处理器相连,用于从所述基带处理器读取所述基带处
理器生成的包含有用于定时调整所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员:李明齐邢留记陆小凡谢艳红刘国明邱剑
申请(专利权)人:中国科学院上海高等研究院
类型:发明
国别省市:上海;31

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