关于软件全模式无线电台的设想。（原创） [复制链接]

说是原创，只是说此文是原创，不是照着书打下来的，而是看过一些书，综合一下后的一点想法，也许很原始，提出来供大家参考。

现在很多电台都搞什么一次变频二次变频，来提高性能，但是实现起来由于每次变频都带来新的干扰，如果设计不好，很可能二次变频机的性能还不如一次变频的。

用软件无线电台，可以实现零次变频，但性能会比n次变频还好。

具体实现方法：从天线取来的高频信号直接用模数转换器转换成数字信号，对数字信号用程序的方法实现检波滤波，检波的程序应好实现，但是对于滤波的程序就不太好做，因为如何分辨出噪声是要一定的算法策略的，经过大家努力应会找到很好和算法及其实现程序，检波滤波出来的信号就是数字化的音频信号了，用cd机上类似的数模转换器就可实现几乎没有背影噪声、声音清晰的电台联络声音了。


优点：1、器件不会老化，没听说过a/d，d/a器件老化的（虽然也会老化，但慢得多）。
    2、机器永远不会老，如果有新的检波滤波程序，下载下来往电台里写入一下就行了，如果不行还可写回原来的。
    3、没有频漂之类的问题，更不需要锁频了。
    4、可以加载多种音效，如有的喜欢蓬蓬声，加入这种音效就行了，把男声变女声也行，如果有人觉得静音太好，没有短波的干扰味，想怀旧一下的话，还可自行加入现有的这种短波干扰声。
    6、零次变频，没有模拟转换，没有路各级之前的干扰和过激，环节少，最大限度地保留了原声。
    7、软件状态下更易实现自动增宜，声音大小可恒定不变。
    8、至于上下边带、跳频、加密均可软件实现。
    9、一个频率可同时传送多个人的呼叫，用一个屏幕显示当前正在同时呼叫的ham们，然后选一个单独联通，由软件过滤掉其他ham的声音。

嗯，不错，不错。
再把传输方式改一下，不用电磁波，用互联网，把名字再改成echolink，就ok了。
呵呵呵呵，帮顶一下

想法很好，但是太大概了！ad转换？ad转换用程序处理的好处的确是很多的，但是考虑其中会遇见的问题没有？
3mhz采样，至少需要6mhz以上频率采样，而30mhz采样至少需要60mhz以上采样频率！并且直接采样的输入信号是没有经过滤波器的！选择性很差！用软件来实现频率调谐吗？就这个问题我认为应该是很难办的了；欢迎指正！

下个skype什么问题都解决了

关键是a/d没那么高的频率，也没那么大的动态范围。

以目前的软件无线电和adc速度而言，一次下变频是少不了的
一片几百msa/s的8位adc价格高达几百元
在收音机上这类技术已经实现，只不过现在效果暂时还没有超过模拟机

rf直接采样想都别想：暂且不说a/d采样率， 光是动态范围就很难保证（尤其是干扰信号和信道衰落引起的动态范围摆动）。另外采样完的数据还要数字滤波才能取出有用的部分，一般的滤波器为保证选择性，都要高阶的fir滤波器，这么高的运算量p4都搞不掂，更不用说后续更为复杂的滤噪算法！！！

可以采用带通采样直接对射频信号采样，比如用500khz的速度去采样中心频率7mhz带宽3khz的单边带的信号，原则上只要采样速率大于信号带宽的2倍就可以，不过信号带宽必须严格的限制在采样频率的1/2带宽之内，避免混叠，对于这个抗混叠的带通滤波器要求是比较严格的。例：做一个以7.050为中心频率50db带宽100khz的带通滤波器，经200k以上的频率采样就可以得到把7.000mhz-7.1000mhz的射频信号变频到零中频0--100khz，这个100khz带宽的信号经过fpga或者dsp等高速器件的一级或者多级下变频就可以用选择性很高的低速高阶数字滤波器处理了，速率12k的数字信号做到60db带宽200--300hz对于dsp或者电脑那可是小意思了吧。当然采样频率越高相对于这个带通滤波器的设计要求越容易一些，而且采样频率/信号带宽 值越大，信噪比会越高，不过提高到一定程度也就不明显了。出于成本和技术难度考虑要对采样频率，ad的动态范围和抗混叠带通滤波器要折中考虑。
  虽然可以降低ad的采样率但是依然要保证ad输入的最高频率能工作在信号的频率上，也就是说高速的ad是省不掉的，只是低速带通采样对于后级数字处理的速度降低了要求。
  补充：上面最后一句话可能不太准确，ad的采样频率和模拟输入带宽是两个概念，一般的输入带宽要远大于它本身的采样频率，也就是说ad的最高输入带宽高于载波的信号频率就可以了。比如一个40m采样频率的ad，它的输入带宽可以达到120m。

以前在试验数字电视地面发射的调制方式时候，借用过一套日本的多径叠加模拟系统。采用变频后去高速ad成为文件，然后模拟多径反射叠加后在da，再变频后送备测试接收机器。几十兆带宽，可以模拟10路多径干扰。即使这样的设备也是采用先变频后ad的方式。目前看来几百兆带宽，又要保证动态的情况下，取样频率和量化比特对ad还真是一个大挑战。

软件无线电目前的性能比不上传统模拟的效果，会让人失望的．

http://www.linear.com/ad/hispeedadc.jpg

这样的高速adc也不够吗？

我想，唯一的问题应当就是动态范围吧。
楼主没有说做什么频段的接收机，但短波和v段特别是短波波段adc的采样频率肯定是能达到的。
滤波的运算量虽然很大，但也不是没办法可想，用fpga做的硬件滤波器完全可以和这样的带宽匹配。
采用fpga预滤波之后需要进行数字再采样，降低波特率，以便用dsp进行进一步的处理。在这个过程中，如果采用噪声整形，还可以提高动态范围（也就是ΔΣ adc的原理）。
dsp是专门为数字信号处理的，在这里dsp比p4这类通用cpu强得多得多。

顺便说说：我曾经用过80mhz 14比特adc，用两片这样的adc我实现过150mhz的高速数据采集。就我所知现在可以找到160mhz 14bit adc，如果不考虑用更复杂得多相时钟，我们起码可以实现14bit 300mhz的高速数据采集。

呵呵，想法很好呀！但是怎么实现呢？现在有的ham连单片机都不会，还dsp。业余就是业余，玩就是玩，开心就行，没必要搞得那么专业。

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呵呵，想法很好呀！但是怎么实现呢？现在有的ham连单片机都不会，还dsp。业余就是业余，玩就是玩，开心就行，没必要搞得那么专业。

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dsp实际上你可以理解成一种专用的单片机，只不过这种单片机的性能比通常的单片机高得多。
对于本来就经常接触dsp、fpga的而言，利用这些东西来做设备，也是在“玩”，而且还玩的高级，显水平

先用一次變頻，把無線電的高頻信號轉成低頻的，3-6khz的，然后再用a/d處理就方便了。

用sdr这个关键词在google上查吧，有很多资料。提供给业余无线电的有3～4种商用产品（指收发都有的。）

[quote=一异]dsp实际上你可以理解成一种专用的单片机，只不过这种单片机的性能比通常的单片机高得多。
对于本来就经常接触dsp、fpga的而言，利用这些东西来做设备，也是在“玩”，而且还玩的高级，显水平[/quote]
我不排除您技术水平很高，做过很多项目。但是，“显完水平”之后呢？有多大前途可以推广呢？时钟和采样率这么高，估计要6-8层pcb吧？听说广州这边6层板打样都要上千块的开模费。而且做通信的东西不比做别的什么控制系统，各种测试仪器设备也要投入。即便您拥有这样的设备，能够保证大家也都拥有这样的测试设备吗？况且，我们蛤蟆里，有多少是通信专业毕业的呢？

我个人觉得，利用最常用的元件，diy尽可能高性能的设备，这才是我们追求的目标。

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我不排除您技术水平很高，做过很多项目。但是，“显完水平”之后呢？有多大前途可以推广呢？时钟和采样率这么高，估计要6-8层pcb吧？听说广州这边6层板打样都要上千块的开模费。而且做通信的东西不比做别的什么控制系统，各种测试仪器设备也要投入。即便您拥有这样的设备，能够保证大家也都拥有这样的测试设备吗？况且，我们蛤蟆里，有多少是通信专业毕业的呢？
我个人觉得，利用最常用的元件，diy尽可能高性能的设备，这才是我们追求的目标。

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呵呵……我肯定不会去做这个，没那么多精力。
其实，高级也罢、普通也罢，真正的爱好者追求的就是那么一个过程，追求的是完成作品之后的满足感。
对于有能力的人来说，如果做出来的东西能够在大家面前显摆，那成就感自然不是普通制作所能比的，相信没有多少人会拒绝这种感觉——其实人都有追求他人认同的欲望。
至于你所说的设备、一起投入，对于这个项目来说基本上是不需要的。这种全数字化的接收机，基本上是不需要调试的。不过这也带来一个问题，跟着做的朋友所能享受的成就感就差多了

另外，我可以告诉你一个事实：我当初曾经用双面板制作过80mhz的adc数据采集，工作完全没问题，和后来正式的四层板相比，只是信噪比稍微差了一些。

ΔΣ adc速度不够。14-16bit, 100+ms/s左右的adc一般是流水线结构的。
[quote=一异]我想，唯一的问题应当就是动态范围吧。
楼主没有说做什么频段的接收机，但短波和v段特别是短波波段adc的采样频率肯定是能达到的。
滤波的运算量虽然很大，但也不是没办法可想，用fpga做的硬件滤波器完全可以和这样的带宽匹配。
采用fpga预滤波之后需要进行数字再采样，降低波特率，以便用dsp进行进一步的处理。在这个过程中，如果采用噪声整形，还可以提高动态范围（也就是ΔΣ adc的原理）。
dsp是专门为数字信号处理的，在这里dsp比p4这类通用cpu强得多得多。

顺便说说：我曾经用过80mhz 14比特adc，用两片这样的adc我实现过150mhz的高速数据采集。就我所知现在可以找到160mhz 14bit adc，如果不考虑用更复杂得多相时钟，我们起码可以实现14bit 300mhz的高速数据采集。[/quote]

rf直接采样的机子商用的已经出来了，专门为电台监控使用，可以说价格不是一般的贵。就是这样，他们也是通过先模拟带通，再分波段采样处理，而不是整个30mhz带宽一起处理。

所以业余条件下，这个思路不是太实际。省成本的作法还不如先混频，再对if取样处理，这里if可以是零频。与其把精力放在高速ad采样和fpga带通滤波，还不如多考虑一些复杂的解调，智能去噪算法：比如自适应滤波，特征识别，多天线综合（mimo），甚至利用神经网络，小波分析，模型重建等方式对声纹处理等等，毕竟前者弹性不大，性价比无明显优势。