軟件定義無(wú)線(xiàn)電應對多頻段軍事通信挑戰

　　新一代寬帶集成型RF收發(fā)器是許多新一代軍事通信和電子監控系統的理想解決方案。 由于它們支持寬通道帶寬，因此可以在新一代系統中部署與許多以數據為中心的新波形匹配的設備。 這種高度可配置性可實(shí)現認知無(wú)線(xiàn)電系統，并且能夠使用自適應波形。 這些設備能夠快速在RF帶寬間調諧，可以作為電子監控(尤其是在功耗受限的平臺中)的解決方案。

　　ADI公司的AD9361 RF捷變收發(fā)器(見(jiàn)圖1)就是這樣一款收發(fā)器，這款10 × 10 mm的芯片級器件采用用戶(hù)可調的200 kHz至56 MHz帶寬設計。它擁有構建70 MHz至6 GHz信號鏈所需的各種其他特性和性能屬性。 這款2 x 2的直接變頻元件可以將整個(gè)AFE簡(jiǎn)化成一個(gè)相對簡(jiǎn)單的電路，并通過(guò)一個(gè)LVDS或CMOS端口與主機處理器連接。 IC中集成了12位A/D和D/A轉換器、小數N頻率合成器、數字和模擬濾波器、自動(dòng)增益控制、發(fā)射功率監控、正交校正和其他關(guān)鍵功能。

　　圖1：AD9361 2 x 2 RF收發(fā)器架構。

　　接收器噪聲系數不到2.5 dB，而發(fā)射器誤差向量幅度(EVM)則優(yōu)于-40 dB，發(fā)射器本底噪聲低于-157 dBm/Hz。 對于發(fā)射和接收路徑，本振步長(cháng)只有2.5 Hz，可實(shí)現精密調諧。 盡管IC中集成了諸多功能，其功耗卻非常低，一般為1 W左右。

　　集成系統設計

　　靈活的寬帶SDR平臺涉及大量電路設計工作，以及算法開(kāi)發(fā)工作和一些權衡考量。 盡管初看起來(lái)，這似乎是一項困難的開(kāi)發(fā)工作，但新一代收發(fā)器必須包含可用的參考設計以簡(jiǎn)化系統開(kāi)發(fā)。 除了在不更改硬件的情況下實(shí)現軟件完全自定義外，參考平臺還必須經(jīng)過(guò)優(yōu)化以與FPGA配合使用，并且為電源和電路板布局提供指引以確保最佳性能。 此外，為了支持日漸盛行的MIMO配置，波束成形和波束控制參考設計的支持選項應該顯示多設備同步(見(jiàn)圖2)。

　　通過(guò)遵循參考設計中提供的設計指南，工程師可以快速從評估過(guò)渡到原型制作，從而成功實(shí)施可以在現場(chǎng)動(dòng)態(tài)重新配置的長(cháng)壽命全雙工輕型平臺，并最終將“通用”無(wú)線(xiàn)電從畫(huà)板概念變?yōu)檎鎸?shí)的應用。

　　圖2：用于評估和原型制作的AD-FMCOMMS5-EBZ MIMO FMC平臺。