基于软件无线电的FM解调算法
FM调制解调原理
FM调制解调原理FM调制解调（Frequency Modulation）是一种常见的调制解调方法，用于无线电通信和广播中。
它通过改变载波频率的方式传输模拟信号，实现了音频信号的传输和恢复。
本文将详细介绍FM调制解调的原理和过程。
一、FM调制FM调制是将模拟信号转换为频率变化的载波信号。
它的原理是根据模拟信号的幅度和方向的变化来改变载波频率。
具体来说，调制信号的幅度增大时，载波频率也随之增大；调制信号的幅度减小时，载波频率也随之减小。
调制过程可以通过以下步骤实现：1.信号预处理：将模拟信号的幅度进行放大或压缩，以便适应于调制电路的工作范围。
2.频率偏移：将模拟信号的频率上移或下移到与载波频率相匹配的范围内，以便进行调制。
3.调制过程：将模拟信号的频率变化转化为对载波频率的调制，一般采用带通滤波器和倍频电路来实现。
4.载波生成：生成指定频率的载波信号，一般采用振荡器和频率合成技术。
5.载波调制：将调制信号与载波信号相乘，形成调制后的信号。
这可以通过调制电路中的乘法器或调制芯片来实现。
6.输出滤波：使用低通滤波器去除调制信号中的高频成分，得到调制后的信号。
FM调制的主要特点是具有抗干扰性能好、信号传输距离远、音质较好等优点。
因此，它被广泛应用于广播、电视和无线通信等领域。
二、FM解调FM解调是将调制后的信号转换为原始模拟信号。
它需要通过解调过程来实现。
解调过程中的步骤如下：1.接收调制信号：接收调制后的信号，一般使用天线或其他接收器设备。
2.信号放大：对接收到的信号进行放大处理，以恢复信号的强度和幅度。
3.特定频率过滤：使用特定频率的滤波器去除多余的频率成分和噪声，保留关键的频率。
4.载波消除：使用消除器或识别器去除载波信号，保留调制信号。
5.载波调制：使用调制芯片或解调电路对调制信号进行解调，以恢复原始模拟信号。
6.幅度平衡：通过放大和压缩等处理来平衡信号的幅度，使其与原始信号相匹配。
FM解调的主要特点是具有较高的音质和较低的噪声，能够重现原始模拟信号。
无线通信中的调频与解调技术研究
无线通信中的调频与解调技术研究无线通信技术在现代社会发挥着重要的作用，而其中的调频和解调技术则是实现高效通信的关键。
调频技术是通过改变信号的频率来传输信息，而解调技术则是将接收到的调频信号还原为原始的信息信号。
本文将就无线通信中的调频和解调技术进行深入研究，探讨其原理和应用。
首先，调频技术是现代通信系统中最常用的技术之一。
调频技术通过将原始信号的频率改变一定的倍数，将其传输至接收端。
在调频过程中，原始信号的信息存在于变换后的频谱中，因此调制信号的宽带性能是衡量调频技术优劣的重要指标之一。
常见的调频技术有频率调制（FM）和相位调制（PM）两种。
频率调制是将原始信号的频率与载频信号相加，使频率改变一定倍数，从而实现信号的调频传输。
频率调制具有抗干扰能力强、传输质量好的特点，因此在广播、无线电通信等领域被广泛应用。
相比之下，相位调制将原始信号的相位与载频信号相加，实现相位和频率的变换，其传输效果更加稳定而且节约带宽，因此在高速数据通信和数字通信等领域得以充分发挥优势。
接下来，解调技术是将接收到的调频信号还原为原始信息信号的关键技术。
解调技术的主要任务是分离和提取原始信号，以实现数据的正确接收和解码。
常用的解调技术有频率解调和相位解调两种。
频率解调是通过从调频信号中提取出原始信号的频率信息，进而还原出原始信号。
具体实现方法有锁相放大器、定时提取器等。
相位解调则是通过还原调频信号的相位差，从而还原原始信号。
相位解调主要有解相位锁定环（PLL）和相位差锁定环（PDL）等方法。
在实际应用中，调频和解调技术被广泛应用于各种通信系统，如无线电通信、卫星通信、移动通信等。
以移动通信为例，调频技术能够实现通信信号的有效传输，解调技术则能够确保数据的完整性和可靠性。
此外，调频和解调技术还在军事通信、航空导航等领域发挥着重要作用。
尽管调频和解调技术在无线通信中具有重要的作用，但是也存在一些挑战和问题需要解决。
一方面，随着通信系统中带宽需求的增加，传统的调频技术已经无法满足高速数据传输的要求，因此需要进一步研究和改进调频技术。
基于SDR的FM调制与解调器的实现
基于SDR的FM调制与解调器的实现摘要：软件定义无线电（SDR）技术已经广泛应用于无线通信领域。
本文提出了基于SDR的FM调制与解调器的实现方法。
首先介绍了FM调制与解调的原理和特点，然后介绍了SDR技术的基本原理和实现方法。
接着详细描述了基于SDR的FM调制与解调器的实现过程，并给出了实验结果。
最后对本文的工作进行总结和展望。
一、引言软件定义无线电（SDR）技术是一种将无线电功能实现为软件实体的技术。
它将传统的无线电硬件功能转移到可编程的数字信号处理器（DSP）和通用处理器中。
SDR技术具有灵活性高、可升级性强等优点，被广泛应用于无线通信领域。
FM调制与解调是无线通信中常用的调制解调技术之一、FM调制是指根据输入音频信号的幅度变化来调制载波频率的一种调制方式。
FM解调则是将调制后的信号恢复为音频信号的过程。
二、FM调制与解调原理FM调制是将基带信号的幅度变化映射为载波频率的变化。
具体实现上，可以通过将输入音频信号与一个高频载波信号相乘来实现。
假设输入音频信号为s(t)，载波信号为c(t)=cos(2πf_ct)，则调制后的信号可以表示为：x(t)=A_c*cos(2πf_ct+k_f∫s(t)dt)其中，Ac为载波信号的幅度，fc为载波信号的频率，kf为调制系数。
解调器接收到调制信号后，通过频率鉴频原理将信号恢复为原始音频信号。
三、SDR技术原理和实现方法SDR技术是基于软件的，其主要实现方式是通过数字信号处理器（DSP）和通用处理器（CPU）对信号进行数字化处理。
SDR系统主要由前端硬件、中间件和后端软件三部分组成。
前端硬件负责将无线信号转换为数字信号，中间件负责对数字信号进行处理和调度，后端软件则负责实现各种无线通信协议和信号处理算法。
在GNU Radio中，可以使用模块化的方式来构建FM调制与解调器。
首先，使用音频源模块读取音频信号。
然后，将音频信号经过调制器模块与高频载波信号相乘，得到调制后的信号。
一种改进的软件无线电FM信号解调方法
式(5)是采用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)，具体而言是采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)实现的。在这里 FFT 的实质是用圆周卷积代替线性卷积，虽然 FFT 是 DFT 的一种高效计 算方式，但由于通常情况下 M 的量值一般为几百，故圆周卷积相比于直接计算线性卷积而言，并没有带 来多少运算量方面的节省，对较小的 M 值，直接利用式(5)计算 m[n]的运算量反而比利用 FFT 要小[10] [11] [12]。另外上述 LPF 过程没有利用线性相位 FIR 滤波器系数的对称性，相对而言延长了信号处理时间， 不利于 FM 信号解调的实时进行。
Abstract
In order to improve the signal processing speed of FM signals on software defined radio, three improvements have been made to the existing FM demodulation methods. One is to use a fast arctangent algorithm to extract the phase of a complex signal, the other is to optimize the phase unwrapping algorithm of the complex signal, and the third is to minimize the low-pass filtering operation based on the symmetry of the FIR filter coefficients. The practice demonstrates that the FM signal demodulation speed of the improved method can be increased to more than twice of the original one, and the new method has strong practicability, which has been applied to the engineering practice of FM signal processing on software defined radio.
chapter软件无线电中的调制与解调算法
分段滤波器
高放
中放
双工器
本振
功放
放大
滤波
A/D DSP
（软件） D/A
第8页/共20页
9.2 软件无线电中信号的调制与解调算 法
9.2.1 调幅波调制与解调原理及算法描述 9.2.2 双边带信号调制解调原理及算法描述 9.2.3 单边带信号调制解调原理及算法描述 9.2.4 调频波调制与解调原理及算法描述
窄带电调滤波器
放大器
A/D
双工器
功放
窄带电调滤波器
“0”内插上变频
D/A
DSP （软件）
第7页/共20页
3. 宽带中频带通采样软件无线电结构
宽带中频带通采样软件无线电结构类似于中频数字化 接收机的结构，采用了多次混频体制或叫超外差体制。其 主要特点是中频带宽更宽，所有调制解调等功能全部由软 件加以实现，是近期软件无线电一种较可行的设计方案。
0 (a)
XSSB(t）
0
(b)
பைடு நூலகம்
o (c)
第15页/共20页
2. 单边带信号解调原理及算法描述
单边带信号离散表达式为：
s(nTs ) A[x(nTs ) cos(onTs ) x(nTs ) sin(onTs )]
式中，“－”是上边带，“＋”是下边x(带nTs)， 是 x(nTs) 的Hilbert变
fs
sin(ω0nTs)
NCO
包括数字上变频和数字下
y(nTs)
抽取滤波
抽取滤波
变频。
I x(nTs) Q
基带信号处理
D/A
fs
S(nTs)
cos(ω0nTs) y(nTs)
sin(ω0nTs)
基于软件无线电平台的调制解调及信号捕获研究
一
１．１软件无线电概述
１．１．１软件无线电定义
通信技术不断的革新已经成为全球信息化浪潮中炙手可热的话题。１９９２年，
美国科学家Ｊｏｅ．Ｍｉｔｏｌａ提出了软件无线叫¨，也称软件定义的无线电（Ｓｂｆｔｗａｒｅ
Ｄｅｆｉｎｅｄ
Ｒａｄｉｏ）思想。这成为了无线通信领域一次划时代的进步，掀起了自固定到
移动、模拟到数字之后，通信领域的第三次革命。 软件无线电ｆ２】是指将模块化、标准化和通用化的硬件单元以总线或交换方式连 接起来构成通用平台，并在该平台上加载模块化、标准化和通用化的软件实现各 种无线通信功能的一种开放体系结构及技术。它摆脱了传统的完全依赖硬件的设 计方式，借助通用硬件平台，利用成本低易编程修改的软件，来完成以往只能依 靠固定电路才能实现的主要功能。 １．１．２软件无线电的发展
ｓｅｔ ａｒｅ
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｉｔｓ
ｔｈｅ
ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｗｉｔｈ ８ＰＳＫ ｉｓ
ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ Ｍａｔｌａｂ．Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｇａｉｎ ｇｉｖｅｓ ｐｅｒｓｕａｓｉｖｅ ａｒｇｕｍｅｎｔｓ ｔｈａｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ－ｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ
西安电子科技大学 硕士学位论文 基于软件无线电平台的调制解调及信号捕获研究 姓名：田原 申请学位级别：硕士 专业：电子与通信工程 指导教师：杜栓义；刘威 201112
摘要
软件无线电已经被广泛应用于现代通信领域中。本文主要研究了应用于软件 无线电中的调制解调及信号捕获技术，论证并设计出适用于短波通信的相关方案。 首先对软件无线电系统的结构及关键技术进行了分析，之后研究了现有的 ＭＰＳＫ数字调制解调原理算法并从调制解调性能方面进行了仿真对比分析。之后 重点研究了基于信号集扩展思想的ＢＰＳＫ／ＱＰＳＫ改进型联合调制解调相移键控算 法，用Ｍａｔｌａｂ仿真验证了其相对于８ＰＳＫ的性能提升，为将其应用于短波通信给 出了具有说服力的论据，并设计出相应的实现方案。 另一方面本文对常用的伪随机序列捕获方法在捕获时间、应用复杂度和性能 等方面进行了比较分析；研究了分段相关ＦＦＴ捕获法在抗频偏方面的优点。最后 在基于ＤＳＰ ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３Ｂ为核心的软件无线电平台上设计、仿真并实现了以分 段相关ＦＦＴ方式对突发波形进行捕获的接收端方案。 关键词：软件无线电 调制解调 信号捕获快速傅里叶变换数字信号处理器
基于软件无线电的一种复杂调制信号解码设计
基于软件无线电的一种复杂调制信号解码设计随着无线通信技术的发展，复杂调制信号的解码成为一项重要任务。
基于软件无线电的复杂调制信号解码设计通过利用现代通信系统中广泛使用的软件定义无线电技术，可以实现对多种复杂调制信号的解码。
软件无线电是一种利用可编程的硬件和软件实现无线通信的技术。
它通过使用数字信号处理技术，将无线电信号从模拟域转换到数字域，以实现更加灵活、高性能的无线通信系统。
基于软件无线电的复杂调制信号解码设计利用这一技术，将复杂调制信号的解码任务转换为数字信号处理任务，以实现对信号的准确解码。
复杂调制信号通常由多个基带信号叠加形成，其中包含多个不同频率和相位的子载波。
解码这样的信号需要进行频率和相位的估计，并将估计结果用于解调。
基于软件无线电的复杂调制信号解码设计可以通过合理的子载波分解算法，对子载波进行分离和估计，并利用这些估计结果进行对应的解调。
对于一些复杂调制信号，可以使用现有的解调算法进行解调，如QAM解调算法、PSK解调算法等。
这些算法通常基于软件无线电技术中的数字滤波器和时钟同步等技术，通过对接收信号进行数字处理，将其转换为基带信号，再进行相应的解调处理，以恢复原始的传输数据。
其中，解调算法的设计和优化是基于软件无线电的复杂调制信号解码设计的核心内容。
此外，在进行复杂调制信号解码的过程中，还需要对信号进行相应的解码检测和纠错处理。
这包括对误码率的估计和校正、信号的同步处理等。
基于软件无线电的复杂调制信号解码设计可以通过灵活的软件定义无线电平台，实现对这些处理过程的高度自定义和优化，以提高解码的准确性和效率。
总之，基于软件无线电的复杂调制信号解码设计是一项应用广泛且具有挑战性的任务。
通过利用软件定义无线电技术，可以实现对多种复杂调制信号的准确解码，为现代通信系统的高速、可靠传输提供支持。
fm调制解调原理
FM调制解调原理一、FM调制原理FM（Frequency Modulation，频率调制）是一种广泛使用的调制方法，主要用于无线通信领域。
在FM调制中，调制信号的幅度保持不变，而频率则根据输入信号的幅度或相位变化进行调制。
具体来说，FM调制过程可以描述为：首先，将输入信号（通常是音频信号或其他信号）与一个固定频率的载波信号进行调制。
这个载波信号的频率受到输入信号的影响，其变化与输入信号的幅度或相位成正比。
这样，当输入信号发生变化时，载波信号的频率也会相应地发生变化。
二、FM解调原理解调是调制的逆过程。
在FM解调中，接收端接收到的是调频信号，需要将其还原为原始的输入信号。
FM解调的基本原理是：首先，通过一个滤波器将调频信号中的载波成分滤除。
然后，利用一个本地振荡器产生一个与原始载波信号频率相同的振荡信号。
这个振荡信号与滤波后的调频信号进行混频，得到一个差频信号。
这个差频信号的频率与输入信号的幅度或相位变化成正比。
最后，通过一个低通滤波器将差频信号中的高频成分滤除，得到还原后的输入信号。
三、FM解调性能优化为了提高FM解调的性能，可以采用一些优化措施。
例如，选择合适的滤波器以减少噪声和失真；调整本地振荡器的频率以减小混频产生的差频；采用更先进的解调算法以提高解调精度等。
四、FM解调技术发展随着通信技术的发展，FM解调技术也在不断进步。
目前，已经出现了许多先进的FM解调技术，如数字FM解调、自适应FM解调、超宽带FM解调等。
这些技术使得FM解调的性能不断提高，适用范围也越来越广。
五、FM解调技术的应用FM解调技术在许多领域都有广泛的应用，如无线通信、音频处理、雷达探测等。
在无线通信领域，FM解调技术主要用于语音传输、数据传输等；在音频处理领域，FM解调技术可用于音频信号的还原和处理；在雷达探测领域，FM解调技术可用于目标检测和跟踪等。
六、FM调制解调技术与其他技术的比较与其他调制解调技术相比，FM调制解调技术具有一些独特的优势和不足。
基于软件无线电的FM正交调制器的实现
同的调 制解 调 ， 了便 于系 统 兼 容更 多 的调 制 方 ｊ为
仿真。
高保真 音乐广 播 、 电视伴 音 信号 的传 输 、 星通 信 和 卫 蜂窝 电话 系统 等 。典 型 的 Ｆ 调 制 方 法 主要 有 直接 Ｍ
２ Ｆ 数 字化 原理 Ｍ
调频信号的数学表达式为
法和间接法 ， 中间接法是将调制信号先积分 ， 其 然后 对载波 进 行 调相 ， 直 接 法则 用 数 控 振荡 器 （ Ｃ 而 Ｎ Ｏ）
（ ｕ ｉ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｌ ｔ ｎｃＴ ｃｎ ｌ ｙ Ｇ ｉｎＧ ａ ｇｉ ４ ０４，ｈｎ ） Ｇ ｉｎ ｎｖ ｓｙ ｆ ｅ ｒ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ， ｕｌ ｕ ｎｘ ５ １０ Ｃ ｉａ ｌ ｅ ｉ Ｅ ｃ ｏ ｏ ｉ
【 ｂｔ ｃ】 ａ ｄｏ ｅｄａ ｆ ｏｗ ｒ— ｅｎｄ Ｒ ｄ （Ｄ ） ａ ｅ Ｍ ｍｄｌｉ ｅ ｏ ａｉｑａｒｕ ｏ— Ａ ｓ ａｔ Ｂｓ ｎ ｈ ｅ ｏ Ｓ ｔａ Ｄｆ ｅ — ａｉ Ｓ Ｒ ， ｗＦ ｏｕ ｔｎｍｔ ｄ ｈｔｓ ｕｄａ ｒ ｍ ｄ ｒ ｅ ｔ ｉ ｆ ｅ ｉ ｏ ｎ ａｏ ｈ ｔ ｔｅ
ｓ（ ＝ｃ ０－叫 （ｄ Ⅲ ） Ａｓ 一 ｒ ｏ３＋ ｍ ）Ｊ ７
（ １ ）
由于在软件无线 电 中， 各种调制都是 在数字域实 现 的 ， 以首先要 对式 （ ） 行数 字化 。若 将调 频信 所 １进
号 以 为采样 间 隔离散 化 ， 则式 （ ） １ 中的积分运算应
实验二 基于通信原理的FM调制与解调实验
实验二 FM调制与解调实验
一、实验目的
理解FM调制方法与解调方法。
二、实验原理
本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F（电压/频率转换，即VCO压控振荡器）实现调制过程。
本实验中FM解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波）
三、实验所需部件
调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤
1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下
面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。
实验二参考结果。
软件无线电中的自适应调制与解调方法研究
软件无线电中的自适应调制与解调方法研究软件无线电（Software Defined Radio, SDR）的出现，使无线通信更加灵活和可靠。
在现代通信系统中，调制与解调是关键环节之一。
本文将探讨软件无线电中的自适应调制与解调方法的研究进展。
一、自适应调制技术的背景随着无线通信的广泛应用，不同类型的通信系统对信道的要求不同。
传统无线通信系统往往采用固定调制方式，无法适应信道条件的变化和不同应用场景的需求。
而自适应调制技术可以根据信道状态和不同应用需求，动态地调整调制方式，以提供更好的通信性能。
二、软件无线电中的自适应调制方法1. 判决反馈调制（Decision Feedback Modulation, DFM）判决反馈调制是一种经典的自适应调制方法，在软件无线电中也得到了广泛应用。
它通过利用接收端的反馈信息，对发送信号进行动态调制，从而实现自适应调制。
判决反馈调制能够很好地适应信道的变化，提高通信系统的容错性和传输效率。
2. 自适应调制与编码（Adaptive Modulation and Coding, AMC）自适应调制与编码是一种结合了调制和编码的自适应方法。
它根据信道条件的不同，动态地调整调制和编码方式，以适应不同的环境。
在软件无线电中，自适应调制与编码技术可以在一定程度上提高通信系统的可靠性和吞吐量。
3. 信道状态信息反馈（Channel State Information Feedback, CSIF）在软件无线电中，通过接收端向发送端反馈信道状态信息，可以实现自适应调制。
接收端根据信道状态信息对接收到的信号进行分析，并将分析结果反馈给发送端，发送端根据反馈信息调整调制方式。
信道状态信息反馈技术能够有效提高通信系统性能，减小误码率和传输延迟。
三、自适应解调技术的研究进展除了调制外，解调技术也在软件无线电中得到了广泛研究与应用。
1. 自适应解调算法传统解调算法通常基于特定的信号模型和调制方式，不能适应不同信道条件和调制方式的变化。
基于软件无线电的调制解调模块设计
基于软件无线电的调制解调模块设计提纲：第一章介绍1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 论文内容及结构第二章调制模块设计2.1 基于软件无线电的调制原理2.2 调制技术及分类2.3 软件无线电调制模块设计2.4 调制器算法实现第三章解调模块设计3.1 基于软件无线电的解调原理3.2 解调技术及分类3.3 软件无线电解调模块设计3.4 解调器算法实现第四章调制解调模块仿真与实现4.1 调制解调模块参数优化4.2 硬件实现平台选择4.3 调制解调模块仿真与实验结果分析第五章结论与展望5.1 论文工作总结5.2 工作成果及意义5.3 研究展望及未来工作方向备注：提纲仅供参考，实际写作中可以根据需要适当调整章节内容的顺序和具体内容。
第一章介绍1.1 研究背景及意义随着无线通信技术的发展，软件无线电技术已经成为无线通信领域中的热点技术之一。
软件无线电技术是一种基于数字信号处理技术的无线电技术，它通过数字信号处理器将原本需要使用硬件电路实现的调制、解调等基本无线电功能转移到软件中实现，从而可以极大地提高设备的灵活性和可编程性，降低了通信设备设计的成本和复杂度。
调制解调技术是软件无线电技术中基础性的技术之一，具有非常重要的意义。
调制技术将数字信号转换为模拟信号，便于在空中传输，而解调技术则将接收到的模拟信号转换为数字信号，方便数字信号处理。
调制解调技术的好坏直接影响着无线通信系统的性能。
为此，本文将针对基于软件无线电的调制解调模块进行设计研究。
通过对调制解调技术的分析和研究，设计出一种高效、可靠的调制解调模块，可应用于诸如移动通信、卫星通信等领域，提高无线通信系统的性能和可靠性。
1.2 国内外研究现状随着软件无线电技术的发展，调制解调模块的设计已经成为该领域中研究的热点之一。
国内外许多学者和研究机构都在进行相关研究。
例如，国外的GNU Radio项目是一个开源的软件无线电工具套件，提供了许多调制解调模块的实现。
基于软件无线电的FM解调算法
基于软件无线电的FM解调算法杨明极;马琳【摘要】The basic idea of software defined radio is making broadband A / D and D / A and the antenna as close as possible, and use the software to achieve radio function in an open, modular universal hardware platform as much as possible. The software radio has become one of the key technologies in mobile communication. This article uses the baseband signal processing algorithm, combined with the related theory in software radio receiver, carried out simulation about modulation recognition and demodulation algorithm, which illustrates function of various of demodulation module, and the system is validated by scientific and feasibility.%软件无线电的基本思想是将宽带A／D及D／A尽可能靠近天线，将无线电台的各种功能在一个开放性、模块化的通用硬件平台上尽可能多的用软件来实现。
软件无线电已成为移动通信中的关键技术之一。
文中基于软件无线电采用软件实现通用硬件调制的目的，通过基带信号处理算法．结合软件无线电接收机中的相关理论对其中的调制方式识别和解调算法进行了仿真，说明了各个解调模块的功能，而且也验证了系统的科学性和可实现性。
软件无线电技术的调制解调算法研究
软件无线电技术的调制解调算法研究
软件无线电是最近在无线领域提出的一种新的通信系统结构,它突破了传统的无线电台功能单一,可扩展性差的以硬件为核心的设计局限性,强调以开放性的最简单硬件为通用平台,尽可能的用可升级,可重新配置的应用软件来满足不同时期,不同使用环境的不同功能要求。
软件无线电技术经过10 多年的研究,尽管取得了很多成果,但是对于建立一套完整的理论体系来说,还远远不够。
本文就针对软件无线电理论体系中的全数字调制/解调技术做了大量的研究,重点做了
以下几方面的工作: 1. 完成了一种适合于软件无线电的突发模式下的MSK 接收机。
2. 提出了一种改进的GMSK 调制方法和旨在改善码间串扰的迭代译码技术。
3. 完成了一种完备的GMSK 线性接收机的整体方案设计(包括同步,滤波等)。
4. 总结出了三种比较好的不需要前导字的适合于GMSK 的时钟和相位联合工具算法5. 验证了把
CS(周期平稳过程算法)应用于选择性信道下进行频偏估计的可行性。
3 软件无线电中的信号处理算法及仿真
第三章 软件无线电中的信号处理算法及仿真3.1 软件无线电中的正交调制通用模型软件无线电中的各种调制信号是以一个通用的数字信号处理平台为支撑，利用各种软件来产生的。
每一种调制算法都做成软件模块形式，要产生某种调制信号只需调用相应的模块即可。
而且由于各种调制算法都用软件实现，因此在软件无线电中，可以不断地更新调制模块的软件来适应不断发展的调制体制，具有相当的灵活性、开放性与可发展性。
这里涉及的是信号处理的算法，具体实现可以根据该算法对DSP 器件编程。
目前，常用的调制方式分成模拟调制和数字调制。
模拟调制方式有AM ，FM ，SSB ，CW 等。
数字调制有ASK ，FSK ，MSK ，PSK ，DPSK ，QPSK 和QAM 等。
虽然有如此多的调制方式，但通过对几种调制方式的具体分析后，发现，它们都用到了正交的方法，这样软件无线电中的各种调制完全可以用数字信号处理技术来实现，所以此处称正交调制模型为软件无线电信号调制的通用模型。
图3-1 软件无线电中的正交调制通用模型由图3-1，可以得出它的时域表达式：)sin()()cos()()(t t Q t t I t S c c ωω+= （3-1）式中：载波角频率ωc = 2πf c 。
调制信号的信息包含在I (t )，Q (t )内。
由于各种调制信号都是在数字域实现的，因此在数字域上要对上式进行数字化。
)sin()()cos()()(sc s c n n Q nn I n S ωωωω+= （3-2）cos(ωc n ) s (n )ωs为采样频率的角频率。
下面先对几种信号进行简单的讨论，并给出正交调制的实现方法，最后分别给出MATLAB仿真的调制信号的波形图以及功率谱密度图。
3.2 模拟信号的调制算法1 .调幅（AM）调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。
设载波信号为A0cos(ωc t+θc)，调制信号为f(t)，则产生的调幅信号为：S AM(t)=[A0+f(t)] cos(ωc t+θc)将f(t)=A m cosωm t代入，得S AM (t)=[A0+A m cosωm t] cos(ωc t+θc)如果将载波信号振幅A0提出，则可得，S AM (t)= A0 [1+ βAM cosωm t] cos(ωc t+θc)其中βAM= A m/ A0称为调制指数，范围在（0~1）之间，若βAM>1，称为过调幅，已调波的包络会出现严重失真。
软件无线电中的解调算法研究与DSP实现
软件无线电中的解调算法研究与DSP实现
本文介绍了适用于软件无线电的与解调相关算法的研究与实现。
主要集中在模拟信号的AM、FM，数字信号的DBPSK、DQPSK、π／
4-DQPSK的解调算法。
研究和实现了与解调相关的位同步、帧同步、频偏估计与纠正算法，以及验证上述算法的应用框架。
本文首先介绍了软件无线电的相关背景，接着介绍了算法实现的软硬件平台、相关软件算法的理论基础与实现，重点详细介绍了数字调相信号的解调算法，给出了相关算法的解调结果图，并对重点算法进行了误码率测试，论文最后在附录中给出了相关算法的详细设计流程图。
本文所有的算法都按照通用的算法标准设计，形成了标准算法库。
fm调制指数的计算公式
fm调制指数的计算公式
FM调制是一种广泛应用于无线电通信中的调制方式，它可以将音频信号通过一定的技术手段转换成高频信号，从而实现无线传输。
在FM 调制中，调制指数是一个十分重要的概念，它用于评估音频信号对高频信号的调制幅度，是影响调制质量的关键参数。
下面我们来介绍一下FM调制指数的计算公式。
FM调制指数，又称调制深度，用FM调制信号中最大偏频与调制频率的比值来表示。
偏频是指本地信号频率与被调频率之差的绝对值，也就是高频信号在正常频率下的变化量。
计算公式为： Modulation Index = Δf / f_m
其中，Δf为高频信号的最大偏频，f_m为调制频率。
我们可以通过对Modulation Index的计算来了解FM调制的质量，当调制指数太小时，传递的音频信号会变得较弱，而当调制指数过大时，会产生过调制现象，影响到FM调制的性能。
总的来说，FM调制指数是影响FM调制质量的因素之一，正确地计算并控制调制指数可以保证高质量的调制效果。
2.5.3 软件无线电中的信号解调通用模型及算法_软件无线电原理与技术_[共8页]
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2.5.3 软件无线电中的信号解调通用模型及算法
同信号调制的过程相对应，信号解调分为正交解调和基带解调两个过程。接收信号 r(t) 由已调信号 s(t)加上噪声 n(t)组成。正交解调把 r(t)转换为 N 维矢量，包括信号和噪声两部分， 作为基带解调的充分统计观测量。在不存在噪声的情况下，基带解调完成矢量空间与信源信 息逆映射，但在存在噪声的情况下，这种逆映射无法完成。对于数字信号，只能根据信源信 息和矢量空间的映射关系，基于最小错误概率准则，判断接收到的观测矢量最可能是矢量空 间中的哪一个点，此时基带解调称为信号检测。而对于模拟信号，只能基于最小均方误差准 则，尽可能无失真地恢复所传输的信源信号波形，此时基带解调称为信号估计或波形估计。 本小节对上面介绍的部分调制信号的解调做相应的介绍。
（2.147）
式中，ωc 表示载波的角频率。所以上式可以表示为：
S(n) A(n) cos(n)cos(cn) A(n)sin(n)sin(cn)
X I (n) cos(cn) X Q (n) sin(cn)
（2.148）
式中， X I (n) A(n) cos(n) ， XQ (n) A(n)sin(n) 。这就是我们希望获得的) A0 A0 g(n m) cos(cn m ) m
式中， m i ，i=0，1。
对信号进行正交分解后，得到同相和正交分量。
（2.153）
同相分量：
X I (n) A0 g(n m) cos(m ) m
（2.154）
正交分量：
X Q (n) A0 g(n m)sin(m ) m
y(t) cos(ct n )
（2.149）
式中，n 为 2PSK 信号某一码元的初相。n=0 时，代表数字“0”；n= 时，代表数字“1”。
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Ｖ０ ．０ １ ２
Ｎｏ １ ．６
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电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃｒ ｎｉ ｓｇ ｇｎｅ ｒｎｇ ｅ ｔｏ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ
２１ ０ ２年 ８月
Ａｕ ．２ ２ ｇ ０１
基于软件无线 电的 Ｆ 解调算 法 Ｍ
杨 明 极 ．马 琳
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（ ｏｌ ｅｏ ａｕｅｃｎｒｌ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉ Ｈ ｒｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｉ ｃ ｎ Ｃ ｌ ｇ Ｍｅｓｒ－ ｔ ｃ ｎｌ ｙａ ｄＣ ｍｍ ｎｃ ｉ ｎｉｅｒ ｇ， ａｂｎ ｎｖ ｓ ｙｏ Ｓ ｅ ｅａｄ ｅ ｆ ｏ ｏＴ ｏ ａｏ ｎ ｅｉ ｆ ｃ ｎ
（ 尔滨理 工 大 学 测控 技 术 与 通 信 工 程 学 院 ， 龙 江 哈 尔滨 １ ０ ８ ） 哈 黑 ５ ０ ０ 摘 要 ： 件 无 线 电 的 基 本 思 想 是 将 宽 带 Ａ Ｄ 及 Ｄ Ａ尽 可 能 靠 近 天 线 ， 无 线 电 台 的 各 种 功 能 在 一 个 开放 性 、 块化 软 ／ ， 将 模 的 通 用 硬 件 平 台上尽 可 能 多 的 用软 件 来 实现 。 件 无 线 电 已成 为 移 动 通 信 中的 关键 技 术之 一 。文 中基 于软 件 无 线 电 软
中图 分 类 号 ：ｒ ３ １ ４ Ｐ ｌ． ５ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ — ２ ６ ２ １ ） ６ ０ １ 一 ３ ６ ４ ６ ３ （ ０ ２ １ — ｌ６ ｏ
Ａｌ ｏ ｉｈ ｆＦＭ ｅ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｂａ ｅ Ｏ ｌｔ ｅ ｓ ｆｗａ ｅ ｒ ｄ ｏ ｇ ｒｔ ｍ ０ ｄ ｍ ｄ ｌ ｔｏ ｓ ｄ ｉ ｈ ｏ ｔ ｒ ａ ｉ
采 用 软 件 实现 通 用硬 件 调 制 的 目的 ， 过 基 带信 号 处 理 算 法 ． 通 结合 软 件 无 线 电接 收机 中的 相 关 理 论 对 其 中 的调 制 方 式 识 别 和 解 调 算 法 进 行 了仿 真 ， 明 了各 个 解 调模 块 的 功 能 ． 且 也 验 证 了 系统 的科 学性 和 可 实现 性 说 而 关 键 词 ： 件 无 线 电 ； 制 解 调 模 型 ；算 法 ；载 波 同 步 ；定 时 同步 软 调