[发明专利]一种面向智慧认知无线电的探测识别开发一体化平台

说明书

本发明公开了一种基于宽带可重构射频接收机前端、频率快速检测以及信号智慧认知三个关键模块的智慧认知无线电的探测识别一体化开发平台。该平台针对目前宽带无线认知模组与系统开发成本高、难度大、验证难的问题，为行业提供了一种智慧认知无线电系统开发平台，具有实际的应用价值。该平台有机联系了所述三个关键模块，可实现收、感、知三个环节的反馈与实时调节，提高了接收机的抗干扰以及信号认知能力。

所属技术领域

本发明涉及无线通信/雷达/电子对抗领域，特别是接收机前端装置和基带信号处理算法。

背景技术

现代电磁波通信环境日益复杂，通信信号的质量亟需提升。本发明专利寻求一种基于软件实施的，能够快速适应信号特性的接收机仿真环境。

文献“褚童松.射频实验平台—接收机射频前端的设计[D].电子科技大学2012.”(参考文献1)介绍了该实验平台中射频接收前端电路中各主要模块的设计方案，包括射频滤波器、低噪声放大器和本振源等，使用ADS2008软件分别完成了发夹型带通滤波器和椭圆函数低通滤波器原理图和版图的仿真。

文献“张黎.宽带射频数字接收机实验平台的FPGA实现[D].电子科技大学，2002”(参考文献2)利用FPGA的在线编程特性，可以每个模块单独调试而不用改变硬件结构，提出了多项滤波下变频结构的FPGA实现。

文献“刘彦刚.一种基于FPGA的软件无线电平台设计与实现[D].四川：电子科技大学，2016”(参考文献3)初步搭建了一种基于FPGA的软件无线电平台，该软件无线电平台支持PC端直接对射频模块和FPGA功能模块进行实时在线重配置。

文献“杨洁，夏卉.基于卷积神经网路的通信信号调制识别研究[J].计算机测量与控制，2020”(参考文献4)述及一种复基带信号与卷积神经网络自动调制识别相结合的方法，实现了对2FSK，4FSK，BPSK，QPSK和64QAM七种数字通信信号类型的识别分类。

文献“张陆.基于TDC的全数字锁相环研究与设计[D].江苏：南京邮电大学，2014”(参考文献5)介绍了基于TDC的全数字锁相环，锁相环的输出频率范围为64MHz～640MHz，分频系数范围为27～70.当参考频率为10MHz时，环路锁定时间在12μs以内。

上述文献涉及了多种雷达-电子战-通信的一体化的共用信号的设计、雷达通信一体化接收机的设计、雷达通信一体化射频前端设计等，也有文献研究了含发射/接受基带处理模块等软件无线电硬件平台、CSS通信检测系统验证硬件平台，但这些文献所介绍的系统或平台均不同于该包含可视化交互平台辅助电路自动设计(EDA)设计的宽带接收模块、信号智慧认知、快速频率检测一体化设备。现有文献中介绍的技术，针对单一环境开发，在不同的接收环境下没有可重构性。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺陷，本发明设计的面向智慧认知无线电的探测识别一体化开发平台，基于“探测-接收-识别一体化协同设计”的核心思想，提出了一种信号智慧认知系统开发思路，应对空间中宽范围的未知信号认知，应用于在全频谱接入通信、雷达/电子对抗一体化、空间能量收集等认知无线电应用领域，以满足通信/雷达/电子对抗等多种应用场景。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种面向智慧认知无线电的探测识别开发一体化平台，所述平台包括宽带接收模块、信号智慧认知模块和频率检测模块；其中宽带接收模块通过一个可视化交互平台辅助电路自动设计；接收模块内部包括低噪声放大器、混频器、滤波器、可编程增益放大器以及数模转换器基本组件，架构可选择超外差式接收机或者零中频式接收机，同时支持用户自定义电路架构、定制技术指标；用户输入时/频域形式的信号数据，经过接收机程序处理后，可显示输入输出信号波形；

信号智慧认知模块处理宽带接收模块接收的信号数据，基于图像处理/神经网络算法快速识别信号类型、调制方式；通过时频图和星座图分析，分辨出LFM、SFM、BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、CDMA多种信号调制方式；