一种基于FPGA的无线通信信号处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于FPGA的无线通信信号处理系统，包括：射频前端模块，用于接收或发送射频信号；射频收发器模块，连接所述射频前端模块，用于进行所述射频信号与数字信号之间的转换；数字基带处理模块，连接所述射频前端模块和所述射频收发器模块，用于接收和处理所述数字信号，并发送处理后的所述数字信号。本发明专利技术提出的系统，以大规模FPGA器件构建数字基带处理模块，使得系统的硬件结构和功能相对独立，可在单一设备内完成一个完整的网络化无线收发处理流程；同时利用宽带RF网络收发器，可根据需求通过参数配置的方式在两种调制体制间转换；另外，本发明专利技术提出的系统支持基于SNMP网管协议的远程网络化配置、监控和管理能力。

A Wireless Communication Signal Processing System and Method Based on FPGA

The invention relates to a wireless communication signal processing system based on FPGA, which includes: a radio frequency front-end module for receiving or transmitting radio frequency signals; a radio frequency transceiver module for connecting the radio frequency front-end module for conversion between the radio frequency signal and the digital signal; and a digital baseband processing module for connecting the radio frequency front-end module and the radio frequency transceiver module for use. The digital signal is received and processed, and the processed digital signal is transmitted. The proposed system uses large-scale FPGA devices to construct a digital baseband processing module, which makes the hardware structure and function of the system relatively independent, and can complete a complete networked wireless transceiver processing flow in a single device; at the same time, the broadband RF network transceiver can be used to convert between the two modulation systems by parameter configuration according to the requirements; in addition, the invention proposes a new system. The system supports the capability of remote network configuration, monitoring and management based on SNMP network management protocol.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的无线通信信号处理系统及方法
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种基于FPGA的无线通信信号处理系统及方法。
技术介绍
无线网络(wirelessnetwork)是采用无线通信技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似。目前偏远地区广泛应用的远距离无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺设线路的地区，如：煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。但是现有的远距离无线通信，比如移动通信多采用多节点通信方案，在每个节点建立基站，通过基站进行多节点的数据信号转发，从而实现远距离的通信。其缺点是需要建立多个固定的信号塔，在有人聚集区此方案可靠可行，但是对于无人聚集区是不可行的，并且现有技术中使用同一无线通信系统的数据信号的传输距离是确定的，而无人区的通信并不是一直存在，这样就会造成资源浪费；同时，建设信号塔的成本太昂贵，对信号塔的维护检查操作的成本也很高，特别是在例如沙漠这种极端条件下，信号塔的维护特别困难。软件无线电系统作为现代无线电通信的关键技术，其具有功能灵活，升级方便，通用型强等特点，在军用和个人通信市场飞速发展。特别是在军事通信领域，对于无线电通信平台的功耗、速率、抗干扰性都有着更高的要求，设计和实现新型高效的基于软件无线电技术的硬件平台有着重要的商用价值和研究意义。现有的无线电通信平台逐渐形成了一些通用的模块，其A/D、D/A变换移到了中频，并且要求尽可能地靠近射频端，进而对整个系统频带进行采样。但不足之处在于通信制式单一、处理能力不足、带宽较低、且无法实现远距离通信。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于FPGA的无线通信信号处理系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种基于FPGA的无线通信信号处理系统，包括：射频前端模块，用于接收或发送射频信号；射频收发器模块，连接所述射频前端模块，用于进行射频信号与数字信号之间的转换；数字基带处理模块，连接所述射频前端模块和所述射频收发器模块，用于接收和处理所述数字信号，并发送处理后的所述数字信号。在本专利技术的一个实施例中，还包括：电源模块，连接所述射频前端模块、所述射频收发器模块和所述数字基带处理模块，用于提供外部电源电压。在本专利技术的一个实施例中，还包括：EMI保护模块，连接所述电源模块，用于阻隔电压输入浪涌。在本专利技术的一个实施例中，还包括：浪涌保护模块，连接所述EMI保护模块，用于抑止电压浪涌干扰。在本专利技术的一个实施例中，所述射频前端模块包括：射频信号接口，用于根据反馈接收或发送射频信号；GPS天线接口，用于扩展附加功能。在本专利技术的一个实施例中，所述反馈为接收反馈或发送反馈。在本专利技术的一个实施例中，所述射频收发器模块包括：第一接口，用于将第一射频信号转换为第一数字信号，并发送所述第一数字信号；第二接口，用于将第二数字信号转换为第二射频信号，并发送所述第二射频信号。在本专利技术的一个实施例中，所述第一射频信号由射频前端模块发送；所述第二数字信号由数字基带处理模块发送。在本专利技术的一个实施例中，所述数字基带处理模块包括：以太网接口，用于进行网口通信；时钟输出接口，用于提供工作时钟；功放通信接口，用于进行串口通信；功放收发切换接口，用于控制功放；I/O接口，用于进行外部控制与设置；切换控制接口，用于扩展附加功能。本专利技术另一个实施例提供了一种基于FPGA的无线通信信号处理方法，包括：接收或发送射频信号；进行射频信号与数字信号之间的转换；接收和处理所述数字信号，并发送处理后的所述数字信号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术提出的系统以大规模FPGA器件构建数字基带处理模块，使得系统的硬件结构和功能相对独立，在单一设备内完成了一个完整的网络化无线收发处理流程。2、本专利技术提出的系统利用宽带RF网络收发器同时支持基于并行多载波体制的OFDM与基于串行单载波体制的SOQPSK/8PSK/16QAM，以分别提供较高的频谱效率或较高的功率效率，在具体应用时，根据需求通过参数配置的方式在两种调制体制间转换。3、本专利技术提出的系统支持基于SNMP网管协议的远程网络化配置、监控和管理能力。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理系统的架构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理系统中射频前端模块的接口示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理系统中射频收发器模块的接口示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理系统中数字基带处理模块的接口示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理系统的架构示意图。本专利技术实施例提供的一种基于FPGA的无线通信信号处理系统，包括：射频前端模块，用于接收或发送射频信号；射频收发器模块，连接射频前端模块，用于进行射频信号与数字信号之间的转换；数字基带处理模块，连接射频前端模块和射频收发器模块，用于接收和处理数字信号，并发送处理后的数字信号。特别地，本专利技术具体实施例中，还包括：电源模块，连接射频前端模块、射频收发器模块和数字基带处理模块，用于提供外部电源电压。特别地，本专利技术具体实施例中，还包括：EMI保护模块，连接电源模块，用于阻隔输入浪涌。特别地，本专利技术具体实施例中，还包括：浪涌保护模块，连接EMI保护模块，用于抑止电压浪涌干扰。具体地，在接收信号时，用户端通过PC机连接设备网口，并通过设备网口控制本系统接收信号，如图1所示，本专利技术提供的数字基带处理模块，主要用于发送反馈至射频前端模块，射频前端模块收到反馈后开始接收射频信号，并将该射频信号传送至射频收发器模块进行AD转换，将射频信号转换成数字信号，再将数字信号发送至基带处理模块，数字基带处理模块接收并处理该数字信号。同样，如图1所示，在发送信号时，用户端通过PC机连接设备网口，并通过设备网口控制本系统发送信号，数字基带处理模块发送反馈传送至射频前端模块，射频前端模块收到反馈后开始发送处理后的射频信号。特别需要说明的是，这里的射频信号为接收信号过程中接收到的射频信号经过数字基带处理模块处理后，再经过射频收发器模块进行DA转换后的射频信号。即数字基带处理模块处理接收信号过程中的数字信号，将处理完成后的数字信号传送至射频收发器模块，射频收发器模块该处理完成的数字信号，并将该处理完成的数字信号转换为处理后的射频信号传送至射频前端，射频前端模块根据反馈发送该处理后的射频信号。特别地，本专利技术提供的数字基带处理模块的主要功能包括：发送信号时，完成对数字信号的调制处理，调制处理包括接收、加扰、交织、编码、调制映射、插值滤波等，然后通过数据接口输出给射频收发器模块进行DA转换，形成处理后的射频信号，射频收发器模块再将该处理后的射频信号发送至射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的无线通信信号处理系统，其特征在于，包括：射频前端模块，用于接收或发送射频信号；射频收发器模块，连接所述射频前端模块，用于进行射频信号与数字信号之间的转换；数字基带处理模块，连接所述射频前端模块和所述射频收发器模块，用于接收和处理所述数字信号，并发送处理后的所述数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的无线通信信号处理系统，其特征在于，包括：射频前端模块，用于接收或发送射频信号；射频收发器模块，连接所述射频前端模块，用于进行射频信号与数字信号之间的转换；数字基带处理模块，连接所述射频前端模块和所述射频收发器模块，用于接收和处理所述数字信号，并发送处理后的所述数字信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：电源模块，连接所述射频前端模块、所述射频收发器模块和所述数字基带处理模块，用于提供外部电源电压。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：EMI保护模块，连接所述电源模块，用于阻隔电压输入浪涌。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：浪涌保护模块，连接所述EMI保护模块，用于抑止电压浪涌干扰。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射频前端模块包括：射频信号接口，用于根据反馈接收或发送射频信号；GPS天线接口，用于扩展附加功能。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：强新娟，权永刚，
申请(专利权)人：西安玄黄通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61