GSM射频板卡的制作方法

文档编号:14478154
研发日期:2018/5/19

本实用新型属于无线通信系统,具体涉及一种GSM射频板卡。



背景技术:

GSM射频模块是起到模拟GSM发射和对空间GSM的接收解析作用。传统的GSM射频模块结构较为复杂,较为笨重、体积较大,不便于方便布置。



技术实现要素:

本实用新型目的是提供一种GSM射频板卡,结构简单,且较为轻便,便于方便布置。

为了实现以上目的,本实用新型采用的技术方案为:一种GSM射频板卡,包括设置于一块集成块上的射频前端,一体式收发器,基带数字处理单元和接口单元,所述的射频前端、一体式收发器、基带数字处理单元、接口单元自GSM射频板卡输入端至输出端依次连接;

所述的射频前端包括依次连接的低噪声放大器、混频器、振荡器、自动增益控制器以及多个滤波器;

所述的基带数字处理单元包括FPGA芯片、DSP芯片和中央处理单元,所述的中央处理单元包括匹配滤波器,白化滤波器和VA算法处理器。

进一步的,所述的一体式收发器为一体式高集成度收发器AD9361。

再进一步的,所述的白化滤波器为横向滤波器。

本实用新型的技术效果在于:本实用新型结构简单,且较为轻便,便于方便布置。具体是,本实用新型的GSM射频板卡是GSM射频模块的集成块,即将GSM射频模块的模块单元集成于GSM射频板卡上,这样GSM射频板卡在宽带范围内,发射GSM基站下行信号,同时接收GSM频段的上行信号,本实用新型在这里采用了的一体式收发器为一体式高集成度收发器AD,基带数字处理单元由FPGA芯片和DSP芯片为处理芯片,最多实现个GSM通道的基带信号数字处理与信息解析。所述的射频前端的作用就是从传播信道内众多的电波中选出规定的频带,并放大到调制解调器所要求的电平值后,再由调制解调器解调出基带信号。射频前端包括以下部分:低噪声放大器,混频器,振荡器,自动增益控制器以及多个滤波器。为了保证射频信号的良好接收,射频前端的低噪声放大器使其具有良好的低噪声系数。这样低噪声放大器所处理的频率由混频器、振荡器处理后由自动增益控制器控制变化中的增益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参照附图,一种GSM射频板卡,包括设置于一块集成块上的射频前端10,一体式收发器20,基带数字处理单元30和接口单元40,所述的射频前端10、一体式收发器20、基带数字处理单元30、接口单元40自GSM射频板卡输入端至输出端依次连接;

所述的射频前端10包括依次连接的低噪声放大器11、混频器12、振荡器13、自动增益控制器14以及多个滤波器15;

所述的基带数字处理单元30包括FPGA芯片31、DSP芯片32和中央处理单元33,所述的中央处理单元33包括匹配滤波器331,白化滤波器332和VA算法处理器333。

进一步的,所述的一体式收发器20为一体式高集成度收发器AD9361。

再进一步的,所述的白化滤波器332为横向滤波器。

本实用新型结构简单,且较为轻便,便于方便布置。具体是,本实用新型的GSM射频板卡是GSM射频模块的集成块,即将GSM射频模块的模块单元集成于GSM射频板卡上,这样GSM射频板卡在宽带范围内,发射GSM基站下行信号,同时接收GSM900频段的上行信号,本实用新型在这里采用了的一体式收发器20为一体式高集成度收发器AD9361,基带数字处理单元30由FPGA芯片31和DSP芯片32为处理芯片,最多实现8个GSM通道的基带信号数字处理与信息解析。所述的射频前端10的作用就是从传播信道内众多的电波中选出规定的频带,并放大到调制解调器所要求的电平值后,再由调制解调器解调出基带信号。射频前端10包括以下部分:低噪声放大器11,混频器12,振荡器13,自动增益控制器14以及多个滤波器15。为了保证射频信号的良好接收,射频前端10的低噪声放大器11使其具有良好的低噪声系数。这样低噪声放大器11所处理的频率由混频器12、振荡器13处理后由自动增益控制器14控制变化中的增益。

射频前端10的工作原理是:灵敏度表征的是射频前端10接收微弱信号的能力。当射频前端10正常工作时,能从天线上所感应到的最小信号称为射频前端10的灵敏度。射频前端10正常工作包含两个方面:输出功率达到一定要求和输出信噪比达到一定要求。相应地,灵敏度也分两种:当射频前端10内部噪声不大时,射频前端10输出额定功率即可正常工作,此时天线上的最小信号称额定灵敏度或绝对灵敏度;在射频前端10噪声很大时,输出信噪比必须达到一定值,射频前端10才能正常工作。

计算灵敏度的公式如下:

S=-174+NF+10lgBW+SNR

其中,S为接收灵敏度,单位为dbm。NF为射频前端10噪声系数,BW为有效信号带宽,SNR为基带能够正确解调所需的信噪比。在本实用新型GSM射频接收中,BW=200kHz,SNR=13db,S>=-104dbm,所以要求射频前端10的噪声系数NF需要小于4db,为此射频前端10使用了噪声系数小的低噪声放大器11以及集成度较高的混频器12、振荡器13、自动增益控制器14以及多个滤波器15使之能够达到噪声系数<4db的要求。

本实用新型的基带数字处理单元30其处理单元由三部分组成:匹配滤波器31,白化滤波器32和VA算法处理器33。其中,白化滤波器32在这里是一个横向滤波器,用来对噪声进行白化处理。

此外,本实用新型的基带数字处理单元30是采用GMSK调制,在加性高斯白噪声AWGN的情况下,采用MLSE算法使序列在差错概率最小的意义上是最佳的。本实用新型的GSM射频板卡的解调算法采用了Viterbi算法来实现MLSE均衡,因此MLSE均衡又叫做Viterbi均衡。其中使用白化滤波器32是因为Viterbi算法要求输入的噪声分量是统计独立的;使用匹配滤波器31是需要知道信道估计值,因此MLSE算法需要知道信道的冲击响应及噪声的统计特性。在时变信道中,还需要进行信道估计,如果信道变化快,还需要进行信道跟踪。通常对于一个突发其信道响应是不变的,因此对一个突发只需要进行一次信道估计,这有利于减少均衡算法的运算量。这样即分成两个部分来实现VA算法的信号解调,即信道估计和Viterbi均衡。匹配滤波后面便可以得到符号序列,然后用MLSE均衡器进行序列估计,得到估计值。由于接收端无法通过先验信息精确地计算出整个全通系统的复脉冲响应,只能通过信道估计来实现,即根据已知的训练序列通过全通系统后的响应来反向计算出整个系统的响应,将接收信号与信道估计模块计算出的信道响应进行匹配滤波,得到的符号序列再进行均衡处理来消除符号间干扰。上述处理完成后,就可以在复杂的信道环境和干扰环境下正确地解调出GSM网络的基站与个体目标交互的信令信息。

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