基于DSP的软件无线电接收机研究和实现
基于DSP的软件无线电接收机研究与实现的开题报告
基于DSP的软件无线电接收机研究与实现的开题报告一、研究背景和意义随着科技的不断发展，无线电通信得到了广泛的应用和发展。
软件无线电技术（SDR）作为一种新型无线电技术得到了广泛的关注和研究。
DSP（数字信号处理器）作为SDR技术的核心，应用越来越广泛。
DSP 有高速运算能力，对信号的采样、处理效能很高，更适合于数字信号的处理。
本课题旨在研究基于DSP的软件无线电接收机的设计和实现。
通过研究和设计一个基于DSP的软件无线电接收机，能够达到较高的接收信噪比和更好的性能，实现高速度和高效率的数字信号处理。
例如，通过改变软件的信号参数，可以实现各种通信标准的接收，如GSM、WCDMA或LTE等。
该技术在无线通信中的应用具有很大的潜力，可以应用于无线电通信、机载遥感等多个领域。
二、研究内容和方法本课题将基于DSP开发一个数字信号处理软件。
主要研究内容包括：1）设计软件无线电接收机的硬件原理和基本原理；2）研究DSP在软件无线电接收机中的应用，了解DSP的信号处理原理；3）实现基于DSP的软件无线电接收机，实现数字信号处理功能。
本研究将采用以下方法实现对上述内容的研究：1.对软件无线电接收机的工作原理和基本原理进行研究，了解其模块结构和主要的功能模块，确定DSP在其中的应用。
2.深入研究DSP的信号处理原理，了解DSP的工作模式、算法和接口，并学习在不同的应用中如何使用DSP。
3.根据DSP的性能特点、代码结构和处理能力，设计和实现基于DSP的软件无线电接收机。
三、研究目标和预期成果本研究的目标是设计出一个能够满足通信标准的基于DSP的软件无线电接收机。
在分析和熟悉DSP原理的基础上，结合实际的实现，达到以下预期目标：1.了解软件无线电接收机的硬件原理和基本原理，能够熟悉其各个模块的功能和工作原理。
2.掌握DSP在软件无线电接收机中的应用方法，能够熟悉DSP的信号处理原理。
3.实现基于DSP的软件无线电接收机的数字信号处理功能，尽可能满足通信标准的接收。
基于DSP的软件无线电直扩接收机的设计与实现
（） ４ 码环样采取差频技术，该技术能在不提高采样率的前 提下提高跟踪精度可达７ ｎ。 ． ｓ 对应距离误差为２ ｍ ７ ． ． ３ （）载波环采用大步进搜索技术，能在较大的多普勒频移 ５
的环境中，较短时间内捕获载波信号。
４ 结束语
实现软件无线电的关键就是要使系统的硬件平台具有可重 构与可编程性。 该接收机从中频后采用全数字化设计， 并且采用 可编程的器件 Ｄ Ｐ与 ＦＧ Ｓ Ｐ Ａ实现数字信号的处理。通过加载不 同的软件就可以实现不同参数的直扩信号的解调， 具有极大的灵
存储的 接数字 成Ｄ Ｓ ｒ ｔ ｔ Ｓｎｅｓ 技 其具 直 合 Ｄ （ｉｃ ｉ ａ ｙｔｓ） 术。 Ｄ ｅ Ｄｇ ｌ ｈ ｉ ｉ
有频率转换时间短、 频率分辨率高、 输出相位连续、 相位噪声小 及可编程等突出特点，在通信和雷达领域中得到了广泛的应用。 本系统采用的Ｎ Ｏ就是一个典型代表。它具有频带宽、接口 Ｃ 简 单、 功耗低等优点， 在参考时钟比较精确的情况下，能产生频率 和相位均可调的稳定正弦波。它和 Ｄ Ｐ配合使用可以直接完成 Ｓ ＢＳ ＰＫ等多种扩频调制。 ２ 数据处理单元 ． ３ 数据处理单元采用 Ｖｒｘ ｉｅ Ｅ系列的静态 Ｒ Ｍ 型 Ｆ Ｇ （ ｔ Ａ ＰＡ 现 场可编程阵列）芯片，属于可编程专用集成电路 Ａ Ｉｏ Ａ Ｓ ＦＧ Ｃ Ｐ 是由大规模通用逻辑门 组成的宏单元， 各宏单元之间具有可控连 线矩阵， 通过编程控制这些连线矩阵两两之间的通断和逻辑门的 特性、 进行任意的组合，即可实现各种不同的功能。 软件平台可 对功能电 路进行编程、 编译、 仿真和控制等， 形成比 特文件存放 在Ｆ Ｇ Ｐ Ａ外部的存储器中。 每次工作或参数、 模式改变时， 可通 过存储器进行重新配置。 Ｐ Ａ实现时， 用Ｆ Ｇ 要综合考虑芯片内部 资源利用情况与综合后的运行速率问题。设计时利用 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ硬 件描述语言进行设计。 Ｈ Ｌ语言描述能力强、 ＶＤ 覆盖面广、 抽象 能力强、可读性好。利用 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ语言可以大大减轻设计工作强 度， 提高设计质量， 减少出错机会。
基于DSP软件无线电解调算法
频谱分析等都可以采用信号处理算法来实现。
本节着重以DSP解调算法为例，介绍软件无线电接收机中信号处理算法的DSP实现。
1．软件无线电解调算法通用模型软件无线电的几乎所有功能都将用软件来实现，解调也不例外。
软件无线电的解调一般采用相干解调的方法。
数字相干解调的方法从原理上讲和模拟相干解调是一样的。
常见于模拟解调电路的相干解调法(指用一个同相同频的本地载波去相干解调)，当同频同相不满足时，解调输出会严重失真。
例如，在移动通信中，接收的信号受到严重衰落时，提取出来的载波质量往往达不到要求，特别是在多普勒效应等引起的偏频环境下更是如此。
由于正交解调法在一定程度上能克服以上弱点，因此，软件无线电中的解调一般采用数字正交解调法。
正交调制法产生的调制都能用正交解调法解调，而且一般调制都能用正交调制法进行，也就是说，正交解调法从理论上说可以对几乎所有的调制样式进行解调。
图5-12所示的数字正交变换通用模型显示了ADC采样后的数字序列S(n)和两个正交的本振序列cos(ωcn)和sin(ωc，n)相乘，再通过低通滤波器来实现正交解调过程。
尽管调制样式多种多样，但实质上调制不外乎用调制信号去控制载波的某一个(或几个)参数，使这个参数按照调制信号的规律变化的过程。
载波可以是正弦波或脉冲序列，以正弦波为载波的调制叫做连续波调制。
这里只讨论连续波调制信号的解调。
对于连续波调制，已调信号的表达式为：调制信号可以分别“寄生”在已调信号的振幅A(n)、频率ω(n)和相位θ(n)中，相应的调制就是调幅、调频、调相这三类熟知的调制方式。
由于频率和相位有着一定的关系，为了便于分析，可以将式(5-1)改写为这就是我们所希望得到的同相和正交两个分量，根据XI(n)、XQ(n)，就可以对各种调制样式进行解调，三大解调算法如下：在利用相位差分计算瞬时频率，即ƒ(n)=φ (n)-φ (n-1)时，由于计算φ (n)要进行除法和反正切运算，这对于非专用数字处理器来说是复杂的，在用软件实现时也可以用下面的方法来计算瞬时频率ƒ(n)：上式就是利用xI(n)、xQ(n)直接计算ƒ(n)的近似公式。
基于DSP的软件无线电接收机研究与实现
techniques has turned the traditional software radio So
analog and
digital radio
in order to subsist the is still
湖北工业大学 硕士学位论文 基于DSP的软件无线电接收机研究与实现 姓名:夏亚军 申请学位级别:硕士 专业:电力电子与电力传动 指导教师:席自强 20080501
湖咖二董大謦
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学位论文作者签名:容亚弩
日期:枷n%年厂月f17日
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噩le and
IF signal processing
platform designed
in this paper iS universal
all
and
flexible. for the
embodies the spirit of the SDR.It provides
基于DSP软件无线电数字调制解调技术的应用研究
件 无线 电平 台上 实现 ＦＫ， Ｓ ＱＡ 等 多种 制 式 的 调 制 解调 功 能 ， 过 对 主机 中虚 拟 平 台 的操 作 ， Ｓ ＱＰ Ｋ， Ｍ 通 实现 对 调 制 解调 制 式 的 实 时
选择 和 数 据 测 量的 实时 显 示 ， 并 ＱＰ Ｋ 为例 进 行 了观 察 和分 析 。 Ｓ
Ｌ，燕 Ｊ 、
（ 湖南 文 理 学 院 电 气 学 院 ， 湖南 常德 ４ ５ ０ ） １０ ０
摘 要 ： 系统 主 要 是研 究基 于 软 件 无 线 电 思想 的 调 制 解调 技 术 。在 以 Ｔ 公 司的 Ｔ ３ ０ ６ １ 数 字信 号 处 理 器 （ Ｐ 为核 心 的 软 该 Ｉ ＭＳ ２ Ｃ ７ １ ＤＳ ）
ａ ｎ ｘａ ｐ ｅ ｓａ ｅ ｍ ｌ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｆ ｒ ａ ｉ ； ｙ ｗｏ ｄ ： ｏｔ ｅ ｒｄｏ ＴＭ Ｓ ２ Ｃ６ １ ＤＳ ； ｄ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｍｏ ｕ ａｉ ｎ ｗａ ３ ０ ７ ； Ｐ ｍｏ ｕａｉ ｎ ｅ ｄ ｌ ｏ １ ｏ ｔ
软 件无 线 电就 是 以 开放 性 、 准 化 、 块 化 的 最 简硬 件 为 平 台 ， 过 加 载 各 种 应 用 软 件 实 现 一 个 具 有 高 度 灵 活 性 、 放 性 的无 标 模 通 开 线 通 信 系统 。 数字 信 号 处理 是 软 件 无 线 电硬 件 平 台实 现 的 关键 技 术 ， Ｄ Ｐ 数 字 信 号 处 理 ） 能对 数 字 信 号 进 行 处理 ， 以 ， 制 而 Ｓ（ 只 所 调 解 调 技术 也 就 成 了软 件 无线 电技 术 研究 的核 心 内容 ， 制解 调 器 的 软件 化 是 软 件 无线 电实 现 开放 性 、 用 性 的 关键 环 节 。 调 通
基于软件无线电的DSP课程实验教学研究
陈 娜 段淑凤 马 新 娜
河 北 ・ 家庄 石 ０ ０４ ） ５ ０ ３ （ 家庄铁道 大学信 息科 学与技 术 学院 石
中图 分 类 号 ： ４ ． ３ Ｇ６ ２４ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： ２ ７ ９ （ ０ ３ — ３ — ２ １７ — ８４ ２ １ ６ ０ ８ ０ ６ ０）
２ 实验板 卡 架构
３２ 数 字 下 变 频 的 Ｄ ＿ ＳＰ实现
软件无线 电中的下 变频处理过程分 为混 频和滤波抽取 两部分 ， 中滤波抽取涉及 的滤波器种类较多。本实验重点 其 培养学生的 Ｄ Ｐ应用能力 ，所 以省略 了混频后 的 Ｃ Ｃ和半 Ｓ Ｉ
图 １ 板 卡 硬 件 架 构 本实验涉及的板卡采用 了软件 无线 电应用 中常见 的架
软件无线电对 Ｄ Ｐ处理速 度的要求 很高 ，所以本 实验 Ｓ 要求学 生使用基 于 Ｄ Ａ方式 的乒乓操 作进行采 样数据 的 Ｍ 获取 。具体实现方法 为在 Ｄ Ｐ中开两块缓存 ， Ｓ 启动 Ｄ ＭＡ往 其 中一块缓存 中读数的同时 ，对另一块缓存 中的数据进行
处理 。
技术点进 行实验设计 ， 使学生在掌握 Ｄ Ｐ应用技术的同时 ， Ｓ 切身感受软件 无线 电的概念 ， 加深 对其理解 。
技术之一 ， 学生应该掌握 。但程序效率并不应该作 为程序员
（ 尤其是学生 ） 追求 的唯一 目标 ， 程序 的模块 化 、 可读 性和可 扩展性更应该被强调。我们要求学生除 了完成 自己的程序 ， 还要 阅读组 内其他 同学 的代码 ， 并进行相互 打分 ， 在相互学
让 学 生 掌 握初 步 的 Ｄ Ｐ技 术 ，感 受 Ｄ Ｐ在 软 件 无 线 电 中 的 Ｓ Ｓ
软件无线电论文：软件无线电中DSP 实现功能探究
软件无线电论文：软件无线电中DSP 实现功能探究［摘要］理想的软件无线电结构之所以适用于无线电工程的任何领域，原因就在于它完成的功能主要取决于存储在DSP/ FPGA 中的软件，而与硬件结构无关，DSP 则是软件无线电的核心元件，也可以说DSP 技术的发展是软件无线电的关键推动力之一。
本文将结合软件无线电的具体结构分析DSP 在软件无线电实现的功能。
［关键词］DSP 软件无线电1.引言数字信号的广泛应用及人们对通信系统间互通性的要求，软件无线电技术得以迅速发展。
软件无线电能够使用软件或可更新的逻辑器件来处理无线信号，其最大的特点就是将模拟信号数字化，采用数字技术实现以前用模拟技术实现的功能。
DSP 作为专业的数字信号处理器，在对软件无线电中数字信号处理部分无疑成为最优的选择，下面将从以下几方面着重分析DSP 技术在软件无线电中的应用。
2.DSP 应用概况2.1 DSP 主要应用领域。
数字信号的推广使得数字信号处理器的应用领域不断增加，主要有以下应用领域：（ 1）数字化移动电话（ 2）数据调制解调器（ 3）磁盘光盘控制器需求（ 4）图形图像处理需求（ 5）汽车电子系统及其它应用领域电视会议系统里，也大量应用DSP 器件。
视听机器里也都应用DSP。
随着科学技术的发展，将会出现更多新的DSP 应用领域。
2.2 DSP 在通信发展中的地位。
十几年来，通信业的迅猛发展人们有目共睹，每一次进步都源于先进技术的投入。
第一代（ 1G）蜂窝电话是基于模拟调制方案的，其缺点是频谱限制和相对效率较低。
为解决1G 系统的问题，提出了第二代（ 2G）蜂窝电话，其中就用到了当时刚刚出现的DSP 技术。
在初期系统中，DSP 主要用于实现调制解调功能、处理复杂的基带信号、判定需要发送的比特流以及对噪声、干扰和衰耗引起的错误进行纠正。
由于调制解调是由DSP 的软件程序实现，所以在从2G 到2.5G 再到3G 的通信发展中，通信标准的更新可以相对简单地通过调制解调软件的更新实现，进而减少了网络基础构架更新费用。
基于软件无线电技术的接收机系统设计
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中北大学学位论文
基于软件无线电技术的接收机系统设计 摘 要
美国 J.Mitola 博士 1992 年首次提出“软件无线电”概念， 在这之后基于软件无线电技 术的数字式接收机就引起了国内外的研究热潮。与数字接收机相比，模拟接收机存在体 积大、功能单一、带宽窄、噪声大以及功耗较高等缺点，不能适应软件无线电数字式接 收机发展的趋势，而基于软件无线电技术的数字式接收机系统具有小体积、多功能（软 件可重配置） 、带宽宽、易升级等诸多优点。目前，数字式接收机已成为当前研究的热 点问题，因此研究功能模块化、软件可重配置的小体积、带宽宽和易升级等特性的数字 接收机具有非常重要的意义和实际应用价值。 基于软件无线电技术的数字式接收机系统设计方案主要有：低通采样的软件无线电 结构、 射频直接带通采样的软件无线电结构以及宽带中频带通采样的软件无线电结构三 种。本文采用宽带中频带通采样的软件无线电结构作为数字式接收机设计方案。本文设 计的数字接收机系统包括：射频前端子系统和宽带中频数字下变频子系统两个部分。其 中射频前端子系统采用两级超外差模拟下变频设计方案，2.4GHz 射频信号经过两级模 拟下变频得到 70MHz 的中频模拟信号， 然后将 70MHz 的模拟信号再经过宽带中频数字 下变频子系统进行数字混频、 正交解调以及抽取滤波等数字信号处理得到降速后的低速 数字基带信号。 本文研究的基于软件无线电技术的接收机系统设计，就是在详细对比和分析国内外 数字接收机发展水平和国内半导体器件工艺的基础上，充分考虑系统成本、体积、可靠 性以及可升级性等因素，设计了射频前端子系统以及宽带中频数字下变频子系统。射频 前端子系统分别对射频带通滤波器、低噪声放大器以及混频器以及频率合成本振信号源 进行了仿真设计，并设计了硬件 PCB 板，但是由于时间和个人能力的原因，没有对射 频前端子系统进行硬件调试。对宽带中频数字下变频子系统进行了系统调试和分析，实 验结果验证了宽带中频数字下变频子系统可以实现数字混频、正交解调以及抽取和滤波 等功能，最后得到的低速的正交 IQ 数字基带信号，从而验证了系统设计的可行性。
基于DSP的软件无线电实验系统的设计
后 ，和实际工作 中遇到的情况相差甚远 。这对高校 而言，无疑是一个亟待解决的问题。设计出一套软
件无 线 电实 验 开 发 系统 ，可 以很 好 地 解 决 这 个 问
题。
２ 系统 概 述
和标 准的软 件无线 电系 统一样 ，该 系统 由 ４部
这 一 问题 的有效途 径之一 。软件无线 电的 中心思 想 是 ：构 造一个 具有 开放 性 、模 块化 、标准 化 、可重 构 的通用 硬 件平 台 ，将 各种 功能 ，如工作 频段 、调
１ 引 言
随着通信技术 的不断发展 ，各种编译码算法、 调制解调方式层出不穷 ， 同的通信服务依靠各 自 不 不 同的标准 和支 持这 一标准 的通信 设备 ，这一 现象
给全球 通信 服务 的接 口提 出 了一个 难题 。软件 无线
电 （ ｏｔ ｅ ｎ ｄＲ ｄｏ ，Ｓ Ｒ） Ｓ ｆＤ ｆ ｅ ａ ｉｓ Ｄ 方案 的 提 出正 是解 决 ｉ
ｄ ｇｔｌｍｏ ｕ ａ ｉｎ ｉｉ ｄ ｔ ． ａ ｌ ｏ
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｓｆｄｆ ｅ ａｉ ；ｄｇａ ｓ ａ ｐｏｅｓｒ ｉｔ ｏｕａ ｏ ｙｗ ｒｓ ｏｔ ｅｎｄｒｄ ｓ ｉ ｔ ｉ ｌ ｒ ｓ ；ｄｇａ ｍ ｄ ｌｉｎ ｉ ｏ ｉｌ ｇ ｃ ｏ ｎ ｉｌ ｔ
致学生毕业后 总是感 觉到：学校实验 内５期
实 验 科 学 与 技 术
・３ １・
基 于 Ｄ Ｐ的 软件 无线 电实 验 系统 的设 计 ’ Ｓ
马子骥” ，郑善 贤 ，刘宏 立
（ 湖南大学电气与信息 工程学院 ，长沙 ４０８ ） １０２
摘 要 ： 绍 了一种基 于 Ｔ Ｓ２Ｃ７３的 Ｄ Ｐ 片，拥有 ２４ Ｈ 传输频率的软件 无线 电实验 系统。该 系统 由核 心数字信 号 介 Ｍ ３０ ６１ Ｓ芯 ．Ｇ ｚ
基于DSP软件无线电系统设计
基于DSP的软件无线电系统Design and Realization of the Software Radio System Basedon DSP目录摘要 (1)引言 (3)第一章绪论 (4)1.1软件无线电的起源及发展概况 (4)1.1.1软件无线电的起源 (4)1.1.2软件无线电的基本概念 (5)1.1.3我国软件无线电的发展概况 (6)1.2软件无线电面临的技术问题 (6)1.3软件无线电的特点 (7)1.4本论文的目的与意义 (7)1.5 本论文的主要工作安排 (8)第二章软件无线电系统结构介绍与DSP芯片选择 (9)2.1软件无线电系统结构介绍 (9)2.2软件无线电中的DSP技术 (10)2.3软件无线电结构介绍与选择 (10)2.4 DSP的发展 (11)2.5软件无线电系统中DSP器件选择 (12)2.5.1芯片的分类 (12)2.5.2芯片的选择标准 (13)2.5.3 DPS芯片TMS320DM642 (14)2.5.4可行的DSP硬件、软件实现的选择 (15)第三章系统硬件设计 (19)3.1 系统总体方案概述 (19)3.2 A/D 转换器 (20)3.2.1 硬件设计 (20)3.2.2转换流程 (21)第四章系统软件的设计与实现 (23)4.1 DSP系统的设计和实现 (23)4.2 调制算法及其DSP实现 (24)4.2.1信号调制通用模型 (24)4.2.2 AM调制算法及其DSP实现 (25)4.3解调算法及其DSP实现 (26)4.3.1信号解调通用模型 (26)4.3.2 AM解调算法及其DSP实现 (27)4.4 数字滤波器的选择与实现 (28)4.4.1采样定理 (28)4.4.2滤波器的实现 (29)4.5 AM调制解调实现分析 (29)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)基于DSP的软件无线电系统设计与实现摘要随着无线通信技术的高速发展，不同无线通信系统间的难以兼容就成了急需解决的问题，软件无线电技术正是适应这种需求。
软件无线电GPS接收机的DSP实现与优化
软件无线电GPS接收机的DSP实现与优化.txt吃吧吃吧不是罪，再胖的人也有权利去增肥！苗条背后其实是憔悴，爱你的人不会在乎你的腰围！尝尝阔别已久美食的滋味，就算撑死也是一种美！减肥最可怕的不是饥饿，而是你明明不饿但总觉得非得吃点什么才踏实。
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理工大学硕士学位论文软件无线电GPS接收机的DSP实现与优化：黎雨露申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：伟20100401理工大学硕士学位论文摘要作为一种受地面干扰较少的无线通信系统，卫星导航系统被越来越多的广泛应用于各领域，如卫星，车辆船舶导航，环境监测以及精密授时等领域，从而受到各国国防部门和科研院所的高度重视。
目前美国的ＧＰＳ系统在技术上处于领先地位，研究ＧＰＳ系统成为各国发展自身导航系统和其兼容性的前提。
基于软件无线电（Ｓｏｆｔｗａｒｅ．ｄｅｆｉｎｅｄＲａｄｉｏ）的思想，本文以ＤＳＰ处理器为核心实现了全球定位系统（ＧＰＳ）接收机，称为ＧＰＳ软件接收机。
软件无线电是指将信号数字化过程尽可能的靠近天线，并将尽可能多的无线通信功能放在高速数字信号处理器（ＤＳＰ）以软件的方式来实现，是一个典型的ＤＳＰ通信项目，具有很高的灵活性和开放性。
而传统的ＧＰＳ导航接收机采用Ａ．ＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）结构，由专用定制的芯片来实现射频前端和信号处理部分，被称为硬件接收机。
硬件接收机的信号处理由芯片在部定制实现，由于芯片定型用户很难改变相应的参数或更换新的算法。
基于软件无线电思想的软件接收机，能适应不同导航信号处理的需要和各种导航算法仿真研究，是ＧＰＳ接收机发展的一个活跃方向。
研究软件无线电技术下ＧＰＳ软件接收机实现，能够为我国卫星导航的自主性研究提供丰富的评估和验证平台。
本文首先介绍了ＧＰＳ基本原理和ＧＰＳ接收机各模块的关键技术，为ＧＰＳ软件接收机的ＤＳＰ实现提供了理论基础。
基于DSP和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计
!计算机测量与控制!"#"$!$%!&"!!"#$%&'()'*+%('#',&-!",&(".!#)&!#收稿日期 "#"$#%"&$!修回日期"#"$#$"#%作者简介 杨!彦!%)*)"&男&广西南宁人&硕士研究生&高级工程师&主要从事电子信息方向的研究%通讯作者 韦朝欣!%)&,"&男&广西河池天峨县人&硕士研究生&高级工程师&主要从事电子信息方向的研究%引用格式 杨!彦&韦朝欣!基于-[c 和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计'+(!计算机测量与控制&"#"$&$%!&"))&%#$!文章编号 %'*%,()& "#"$ #&##)&#'!!-./ %#!%'("' 0!1234!%%5,*'" 67!"#"$!#&!#%(!!中图分类号 8@)%%!!文献标识码 :基于/6F 和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计杨!彦% 韦朝欣"!%;广西农业职业技术大学信息工程学院&南宁!($####$";广西壮族自治区人力资源和社会保障厅信息中心&南宁!($####"摘要 软件无线电是无线通信方式之一&为了精准接收中频软件无线电信号&确保中频软件无线电信号接收控制效果&设计了基于-[c 和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统$加设数字信号处理芯片和交换芯片&通过振荡器*滤波器*混频器等元件的连接&设计无线电接收机&通过调整逻辑控制电路优化接收控制器&生成并执行接收控制指令$在系统硬件的支持下&利用-[c 技术采集并处理中频软件无线电信号&校准无线电信号的不平衡程度&通过调制样式识别*解调以及分类存储等步骤&实现系统的接收控制功能$系统测试结果表明&在此次设计系统的控制下&无线电接收信号的平均信噪比高达,*;,S P &能够精准接收中频软件无线电信号&具有较好的中频软件无线电信号接收控制效果&有效扩大无线电的接收范围%关键词 -[c 芯片$交换芯片$振荡器$中频软件无线电$接收控制系统/'+37,"5H E6"5&;*('C *13"C '4'303,7!",&(".6:+&'#G *+'1",/6F *,16;3&4D 3,7!D 3$=:@9=?2%&Y K /<F ?I Z 42"!%;[1F I I O I J /2J I H M ?64I 2K 2A 42G G H 42A &9>?2A Z 4b I 1?64I 2?OD 24N G H Q 46T I J:A H 41>O 6>H G &@?2242A!($####&<F 42?$";/2J I H M ?64I 2<G 26G H I JC >M ?2^G Q I >H 1G Q ?2S[I 14?O [G 1>H 46T -G 7?H 6M G 26I J9>?2A Z 4E F >?2A :>6I 2I M I >Q^G A4I 2&@?2242A!($####&<F 42?"28+&(*4&)[I J 6V ?H G H ?S 4I 4Q I 2G I J 6F GV 4H G O G Q Q 1I M M >241?64I 2M G 6F I S Q !/2I H S G H 6I?11>H ?6G O T H G 1G 4N G /XQ I J 6V ?H G H ?S 4IQ 4A 2?O Q 2SG 2Q >H G 6F G H G 1G 764I 2?2S 1I 26H I O G J J G 16I J /XQ I J 6V ?H G H ?S 4IQ 4A 2?O Q &?2/XQ I J 6V ?H G H ?S 4IH G 1G 764I 2?2S1I 26H I O Q T Q 6G M W ?Q G SI 2-[c?2S Q V 461F 42A 1F 474Q S G Q 4A 2G S !:S SS 4A 46?O Q 4A 2?O 7H I 1G Q Q 42A 1F 47?2S Q V 461F 42A 1F 47&S G Q 4A 26F G H ?S 4I H G 1G 4N G H 6F H I >A F 6F G 1I 2U 2G 164I 2I J I Q 14O O ?6I H &J 4O 6G H &M 4Z G H ?2SI 6F G H 1I M 7I 2G 26Q &I 764M 4\G 6F G H G 1G 4N 42A 1I 26H I O O G HW T ?S 0>Q 642A 6F G O I A 411I 26H I O 14H 1>46&?2S A G 2G H ?6G ?2SG Z G 1>6G 6F G H G 1G 4N 42A 1I 26H I O 1I M M ?2S !Y 46F 6F G Q >77I H 6I J 6F G Q T Q 6G MF ?H S V ?H G &-[c 6G 1F 2I O I A T 4Q >Q G S 6I 1I O O G 16?2S 7H I 1G Q Q /XQ I J 6V ?H G H ?S 4I Q 4A 2?O Q &1?O 4W H ?6G 6F G 4M W ?O ?21G I J H ?S 4I Q 4A 2?O Q &?2S H G ?O 4\G 6F G Q T Q 6G M h Q H G 1G 764I 21I 26H I O J >2164I 26F H I >A F M I S >O ?64I 27?66G H 2H G 1I A 2464I 2&S G M I S >O ?64I 2?2S1O ?Q Q 4J 41?64I 2Q 6I H ?A G !8F GQ T Q 6G M6G Q 6H G Q >O 6Q Q F I V6F ?6>2S G H 6F G1I 26H I O I J 6F G S G Q 4A 2Q T Q 6G M &6F G ?N G H ?A G Q 4A 2?O U 6I U 2I 4Q G H ?64I I J 6F G H ?S 4I H G 1G 4N G S Q 4A 2?O 4Q >76I ,*;,S P &V F 41F 1?2?11>H ?6G O T H G 1G 4N G 6F G /XQ I J 6U V ?H G H ?S 4I Q 4A 2?O &F ?Q ?A I I S /XQ I J 6V ?H G H ?S 4I Q 4A 2?O H G 1G 764I 21I 26H I O G J J G 16&?2SG J J G 164N G O T G Z 7?2S Q 6F G H ?S 4I H G 1G 764I 2H ?2AG !9':;"(1+)-[c1F 47$Q V 461F 42A 1F 47$I Q 14O O ?6I H $/XQ I J 6V ?H G H ?S 4I $H G 1G 4N 42A 1I 26H I O Q T Q 6G M <!引言软件无线电是基于现代通信原理&以数字信号处理为中心的开放式无线通信结构体系%软件无线电体系是将模块化*标准化的硬件部件以总线形式相连&组成一个通用的硬件平台&再由软件负载实现多通道*多层次的无线通信功能'%(%软件无线电具有可编程的^X 波段*通道访问模式*调制解调模式&将从信源基带信号处理到^X 信号的发射与接收均趋于数字化&其目标是使通讯系统脱离硬件架构的限制'"(%由于系统结构比较稳定&因此可以采用软件来完成各种功能&从而可以进行有效地更新&同时&也可以降低体系之间的交换和兼容性%鉴于上述特点&软件无线电被广泛地应用于各个领域%根据软件无线电的传输频率&可以将其分为低频*中频和高频$种类型%其中&中频软件无线电是指频段在$##"$###3C \的无线电&该类型无线电的传输需要经过$个过程&分别为发送*传送和接收&受到诸多因素的影响&!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第&期杨!彦&等)基于-[c """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计#))!#中频软件无线电在接收环节存在明显的功能问题&主要体现在无线电信号接收丢失*信噪比低等方面&为此&设计中频软件无线电接收控制系统具有重要意义%文献'$(采用模拟最小化和数字最大化方法&利用芯片内部集成的高速模数转换器&结合时钟锁相环&设计了一种软件无线电架构的接收机控制模拟前端电路&并完成软件无线电的接收控制工作%文献',(采用本振光梳解调射频信号&并接收带宽的子信道&调整了信号的接收方式&根据信号接收原理&实现对接收程序的控制%然而上述方法存在接收控制效果差的问题&无法实现对接收范围*接收精度的有效控制%为了提高中频软件无线电信号接收控制效果&在-[c 和交换芯片的支持下&设计中频软件无线电接收控制系统%将-[c 芯片*交换芯片*中频软件无线电接收机和中频软件无线电接收控制器作为控制系统的主要硬件设备&提高数据的读取速度和同步存取能力%采用:+-*-+:转换器对信号进行数字化处理&通过调制样式识别*解调和分类存储&解决了中频软件无线电信号接收控制效果差的问题%=!中频软件无线电接收控制系统硬件设计从硬件和软件两个方面设计中频软件无线电接收控制系统&应用-[c 芯片作为无线电信号的处理元件&采用交换芯片&接收控制指令传输&利用供电电源电路连接硬件设备&完成中频软件无线电接收控制系统硬件设计&为控制程序的运行提供硬件支持&中频软件无线电接收控制系统原理如图%所示%图%!中频软件无线电接收控制系统原理框图图%中&中频软件无线电接收控制系统的核心为数字信号处理部分&信号输入后&经过:+-转换器处理为高速数字信号&交由-[c 芯片*交换芯片对无线电信号进行进一步的处理&经过-+:转换器完成信号的采集和处理任务&输出最终信号%=>=!数字信号处理芯片-[c 芯片可以为中频软件无线电解码*操作*甚至是在时间和频率上生成离散信号提供最优的处理器&在-[c 芯片中加入了乘法累积运算&因为一般采用卷积运算&所以在-[c 中R:<运算被优化处理为单个-[c 的单周期指令&使得-[c 的工作效率得到了显著地改善%另外&-[c 还通过优化寻址方式&使其能够有效地读出或写出存储器电路的离散数据%利用哈佛结构&-[c 实现了对数据和指令的同步存取&极大地加快了读写的速度%在此次设计的中频软件无线电接收控制系统中&采用8R [$"#<'*%$型号的-[c 芯片&其内部结构如图"所示%8R [$"#<'*%$芯片内置%U *R W 的芯片内存&具有$"图"!数字信号处理芯片内部结构图W 46的存储空间%片内^:R 由两个部分组成&分别为程序+<?1F G 存储器和数据+<?1F G 存储器%二者均使用B %c +B "级缓冲结构%8R [$"#<'*%$指令集里的所有命令都是条件指令&根据某种条件决定是否执行%位运算指令&包含位域抽取*设定*清除*位计数*规格化等%也可以进行位元寻址&得到&W 46+%'W 46+$"W 46的数据%=>?!交换芯片交换芯片是千兆通信网络技术的核心&它能将多个局域网的网络部分连接起来&扩大网络的覆盖范围&从而实现中频软件无线电的远距离接收&并支持无线电接收控制指令的远距离传输%中频软件无线电接收控制系统中加设交换芯片的组成结构如图$所示%图$!交换芯片组成结构图在运行过程中&交换芯片采用/K K K &#";$协议&在&个不同的千兆位端口间进行R:<帧的交换&主要包括学习和转发%学习是指在端口收到R:<帧后&从R:<帧中抽取出相应的数据&然后在索引表中搜索相应的数据项&根据搜索结果生成地址索引信息&确定主机地址与端口之间的映射关系'((%而在转发过程中&当端口收到请求转发的R:<帧时&从R:<帧中抽取目标地址&在R:<地址列表中寻找对应的节点&从而获得对应目标地址的端口号&然后再将R:<帧发送到相应的端口%根据交换芯片所需的%##R 网口和%个%3R 网口&选择P <R ($","型交换芯片&它包括",个全双工%#P :[K U 8+%##P :[K U 8e &并具有!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!!计算机测量与控制!第$%""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#%##!#通信网络诊断功能%=>@!中频软件无线电接收机设计使用的中频软件无线电接收机由振荡器*滤波器*混频器*数字上+下变频器等部分组成&其内部连接方式如图,所示%图,!中频软件无线电接收机组成元件连接示意图中频软件无线电接收机中使用的振荡器单元采用双锁相环开关模式&其中一个正常使用时&则另一个进行配置并完成锁定%两个锁相环轮流执行组态锁相&确保每个时间都能有一台锁相环信号源工作%在接收机中&中频滤波器的作用是选择中频&减少频段干扰&提高信号的信噪比''(%在此次设计中&选择了'RC \的频带%它是一种用于接收的滤波器&它包括一个预选择滤波器和一个镜频抑制滤波器%预选择滤波器通常是在低噪声放大器前面的射频前端的一阶$镜频抑制滤波器是实现对图像信号的抑制&通常是在低频放大器后面进行'*(%混频器'&(的功能主要是由一个倍增电路来实现&将相关设备元件按照图,表示方式进行连接&即可得出中频软件无线电接收机的设计结果%=>A !中频软件无线电接收控制器中频软件无线电接收控制器主要用来生成并执行接收控制指令&控制器内部的逻辑控制电路由<c B -完成&逻辑控制电路如图(所示%图(!中频软件无线电接收逻辑控制电路图此次设计的无线电接收控制器采用逻辑时序作为驱动原理&其主要包含宽动态范围信号检测与处理单元中的数字衰减器驱动*高速:-<采样驱动以及相关运算&高速振荡器单元中的c B B 器件驱动以及相关频率运算和切换控制&中频处理单元中调整中频:9<增益的-:<驱动')(%将中频软件无线电接收控制器与接收机相连&保证控制器输出的控制信号能够直接作用在中频软件无线电接收机上&从而执行相应的控制任务%!中频软件无线电接收控制系统软件功能设计在中频软件无线电接收控制系统硬件的支持下&采集传输的中频软件无线电信号&并对其进行预处理&校准信号的不平衡度&经过解调*分类存储等环节&实现系统的无线电接收控制功能%>=!利用/6F 技术采集并处理中频软件无线电信号中频软件无线电的传输原理是)在尽可能接近天线的位置&采用宽带的:+-*-+:预先把接收到的信号进行数字化&然后通过数字信号处理技术&对数字信号进行同步提取*信号调制样式的识别*信道解码*信号特征提取&整个无线电控制协议部分全部由软件编程来完成'%#(%利用带通采样原理对传输的中频软件无线电信号进行采集&以此作为接收对象%设中频软件无线电信号的频带范围为'/O I V G H &/>77G H (&则中频软件无线电信号的采样速率设置为)/Q ?M 7O 42A 6"!/O I V G H M />77G H ""'H ?S 4I M %!%"式中&'H ?S 4I 为中频软件无线电信号的采样量&该变量要求满足如下条件)%2'H ?S 4I 25/>77G H '(J!""式中&5'#(整型函数表达式&J 为中频软件无线电信号带宽%按照设置的信号采样速率&得出第4个中频软件无线电信号的采样结果为)H !4"6"槡9'!%M %M *"4<2(71I Q '!0=M 0$"<2M %(M '!4"!$"式中&9为无线电达到接收机的功率&%**和%分别表示的是多普勒频移影响的码速率偏移*相位时延的归一化值和初始相位&<2为无线电信号的采样周期&0=和0$对应的是载波和多普勒频移的角频率&'!4"为无线电信号中的噪声部分'%%(%在:+-带通采样之后&在低频部分仍会产生与原始信号相同的数字信号%在'H ?S 4I 为偶的情况下&取样后的低频带会产生与原始信号频率一致的频谱$但是如果'H ?S 4I 是奇数&那么采样后的基带频谱就会发生与它的中心频率相反的现象&如果在带通取样之后&基带上的频谱是负的&那么对信号进行正交变换即可%为保证系统中频软件无线电信号的接收控制效果&需要对初始采集的无线电信号进行变换处理'%"(%另外&数字混频正交变换过程可以量化表示为)H I H 6F I AI 2?O !'"6H !'".7>"'/<!,"式中&/O I ?S 为载频%按照上述过程&在-[c 芯片的支持下&完成中频软件无线电信号的采集与处理工作%>?!中频软件无线电信号不平衡校准根据采集的中频软件无线电信号估计接收机在任意位置上的不平衡度&无线电信号在幅度与相位两个维度上的不平衡度估计结果可以表示为)!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第&期杨!彦&等)基于-[c """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计#%#%!#2A 61''6%12"W!'"31''6%12"B!'槡"32%67H 1Q 421''6%12B !'"2W !'"31''6%12"B!'"31''6%12"W!'槡567"3!("式中&2B !'"和2W !'"分别表示初始采集中频软件无线电的B *W 分量'%$(%在已知不平衡度的情况下&为校正无线电的/]不平衡&需构建无线电幅值的逆矩阵&通过逆矩阵与无线电信号分量的叠加&得出中频软件无线电信号不平衡校准处理结果如下)2B 7S 01!'"2W 7S 01!''("6%#6?22%%2A 1I Q 2)*+,%2B !'"2W !''("!'"!!将实时采集的中频软件无线电信号以及公式!("的计算结果代入到公式!'"中&即可输出中频软件无线电信号不平衡的校准结果%>@!实现中频软件无线电接收控制功能在控制器的支持下&生成控制信号驱动中频软件无线电接收机&完成调制样式识别*解调以及接收存储等功能&由此实现系统的无线电信号接收控制功能%";$;%!自动识别中频软件无线电信号调制样式通过对中频软件无线电信号调制样式的识别&确定信号解调方式&从而将无线电模拟信号转换为数字信号%将所有调制样式的中频软件无线电信号采用统一数学公式来表示&数学表达式如下)2!&"6A !&"1I Q `M *!&'("!*"式中&A !&"为信号的瞬时包络&*!&"为瞬时相位&`表示的是信号综合角频率'%,(%调制样式的自动识别主要根据中频软件无线电信号特征参数与不同调制类型标准信号特征的匹配度&提取的部分无线电信号特征参数可以表示为)1:6(0)D D <'A S '!&"(";H1"6%'/'1*"/!4"(7%'/1*/!4'("槡567"!&"!!其中);H 和'/分别为无线电的取样点数及属于非弱信号的个数&A S '!&"和*/!4"为零中心归一化瞬时幅度和相位非线性分量'%((%在考虑特征权重的情况下&对公式!'"提取的特征参数进行融合处理&得出的无线电信号综合特征标记为1=&最终利用公式!)"计算4类调制标准信号与当前接收无线电信号之间的匹配系数))!4"61!4"#1=G 1!4"GG 1=G!)"式中&1!4"为4类调制标准信号的运行特征参数'%'(%利用公式!*"实现当前无线电信号与所有调制标准信号的特征匹配&取匹配系数对应的信号调制类型作为当前无线电信号调制样式的自动识别结果%";$;"!中频软件无线电信号解调根据中频软件无线电信号调制类型的自动识别结果&对实时传输过来的无线电信号进行解调处理%采用数字相干解调原理完成无线电信号解调&解调原理如图'所示%图'!中频软件无线电信号解调原理图通过正交调制得到的调制信号&可以通过正交解调来还原原始信号'%*(%中频软件无线电信号的数字相干解调过程可以分为$个步骤&分别为调幅*调频和调相&其中调幅解调过程可以表示为)A S G M I S >O ?64I 2!'"63"B !'"M 3"W !'槡"!%#"!!其中)3B !'"和3W !'"分别表示的是同相分量和正交分量&将公式!%#"的计算结果代入到初始接收到的中频软件无线电信号中&替代初始信号的瞬时包络幅值&从而完成无线电信号的调幅解调结果'%&(%同理对无线电信号中的频率和相位进行解调&通过解调系数的替换&得出中频软件无线电信号的解调处理结果%";$;$!中频软件无线电信号接收与分类存储根据中频软件无线电信号的接收量&在接收机端预留出相应的存储空间%利用公式!%%"确定中频软件无线电接收结果的所属类型),!24"6'111=1#!4"711=11#!4"'111"=7!11="槡"#'111"#!4"7!11#!4""槡"!%%"式中&'1为提取的特征参数数量&1#!4"为当前存储空间中现有无线电信号的标准特征'%)"#(%根据公式!&"的计算结果&选择,!24"取值最大的存储空间作为无线电接收信号的实际存储位置&完成该信号的分类存储%按照上述步骤&反复执行解调与分类存储过程&并对分类存储空间进行实时更新&按照接收的时间顺序生成无线电信号接收列表&由此完成系统的信号接收与控制任务%@!系统测试为了测试此次设计的基于-[c 和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统的有效性&将硬件和软件的设计结果看作一个整体&接收多组中频软件无线电信号&并观察在控制系统作用下接收信号的精度和数量&通过对接收信号性能的分析&体现出无线电接收控制系统的控制功能%!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!!计算机测量与控制!第$%""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#%#"!#@>=!配置并调试系统运行环境系统运行环境配置主要分为两个步骤&首先将-[c 芯片*交换芯片等相关的硬件设备安装到电路板上&并与主测计算机相连&将所有的硬件设备切换至工作状态%在此基础上&利用编程工具实现系统接收控制功能程序的开发&并直接导入到主测计算机中%为保证主测计算机能够支持此次设计系统的运行工作&在主测计算机内部装设:^R 处理器&操作系统设置为B 42>Z ";'版本%系统运行环境的调试包括$个部分&在硬件设备调试工作中&先对电路板进行目测检查&即根据图纸详细的要求&对每一台设备的型号和插脚进行检查&以确保电路板上的电极元件和设备的型号准确%在电路板上电之前&先进行电气接地状况的试验&以避免因过多或设备插脚造成的电气接地故障%利用万用表测量电路板上各个供电端的接地电阻&并测量输入+输出端的接地电阻&以确保各个电源和接口的接地电阻都在正常范围之内%软件驱动调试主要是观察驱动程序的时序是否符合相关设备的驱动时序&确定了整个软件驱动的时间控制是否符合设计要求&并对整个控制过程进行了精确*合理地分析%在系统联合调试环节&验证控制系统软件程序是否能够驱动硬件设备产生控制信号&并作用在接收机上%系统运行环境配置并调试成功后&执行系统测试实验的下一步操作%@>?!生成中频软件无线电信号样本利用中频软件无线电信号发射器&生成正余弦波*方波*三角波等多种波形的无线电信号作为传输对象&将其量化保存到发射器中&然后通过信号的读取将其添加到传输队列中%#%号中频软件无线电信号样本的生成结果如图*所示%图*!中频软件无线电信号样本波形图实验共生成%##组无线电信号样本&初始生成的信号样本中存在噪声&噪声强度约为$S P %@>@!描述系统测试过程将生成的中频软件无线电信号通过无线信道定向传输给接收机&同时启动中频软件无线电接收控制系统&得出相应的无线电接收结果%中频软件无线电接收控制系统的运行界面如图&所示%按照上述方式可以得出所有无线电样本的接收结果&图&!中频软件无线电接收控制系统运行界面为了测试此次设计系统在接收控制功能方面的优势&分别设置文献'$(系统和文献',(系统作为实验的对比系统&并按照上述方式得出对比控制系统下的中频软件无线电接收结果%@>A !设置系统控制功能测试指标此次系统测试实验分别通过对接收无线电质量与数量的度量&证明此次设计系统在接收精度和接收范围两个方面的控制效果%设置无线电接收质量的测试指标为无线电信噪比&其数值结果如下),6;H ?S 4I;@I4Q G!%""!!其中);H ?S 4I 和;@I 4Q G 分别表示的是接收无线电信号中的有效信号量和噪声信号量%另外设置中频软件无线电接收范围的量化测试指标为无线电信号接收量&该指标的测试结果为);H G 1G 4N G 61'>6%'>!%$"式中&'>为传输信道>接收到的无线电信号数量&'1F ?22G O 为接收区域内包含的信道数量%最终计算得出无线电信号信噪比越高&证明无线电信号的接收质量越好&间接证明对应系统在接收精度控制方面具有明显优势&而指标;H G 1G 4N G 越大&说明信号接收数量越多*接收范围越大&则说明对应系统具有良好的接收范围控制功能%@>B !系统测试结果与分析$;(;%!中频软件无线电接收精度控制功能测试结果在不同控制系统作用下&获取中频软件无线电的接收结果&通过接收无线电信号的分析&反映出系统在接收精度控制功能方面的测试结果如表%所示%将表%中的数据代入到公式!%""中&计算得出在两个对比系统控制下&接收到中频软件无线电的平均信噪比分别为%';"S P 和"#;,S P &而在此次设计系统的控制下&得到无线电信号的平均信噪比为,*;,S P %由此可知&此次设计系统的无线电接收信号信噪比较高&具有较好的无线电信号接收质量和接收精度控制%!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第&期杨!彦&等)基于-[c """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计#%#$!#表%!中频软件无线电接收精度控制功能测试结果无线电样本编号文献'$(系统文献',(系统此次设计系统有效无线电信号量+S P 无线电信号中的噪声量+S P 有效无线电信号量+S P 无线电信号中的噪声量+S P 有效无线电信号量+S P 无线电信号中的噪声量+SP #%*&,((*)",'&##"##"*&&,**),$%&##%,#$*&%("*)%$*&##%)#,**(,)*&,,,*)&%'#(*)#,'*)","&##"%#'*)%(#*)($&*)*%$#**&(,$*)#$'&##"##&*&#,**&(,#*))%($;(;"!中频软件无线电接收范围控制功能测试结果统计不同系统控制下&接收机收到的实际无线电信号量&通过公式!%$"的计算&得出反映系统无线电接收范围控制功能的测试结果如图)所示%图)!系统无线电接收范围控制功能测试对比结果从图)中可以看出&接收机收到的无线电信号更多&在不考虑接收机配置和发送无线电信号差异的情况下&与其他两种系统相比&此次设计系统接收到的实际无线电信号量更多%由此证明&此次设计系统能够在一定程度上扩大无线电的接收范围%A !结束语本文设计了基于-[c 和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统&主要针对中频软件无线电的接收问题进行分析&通过-[c 和交换芯片*振荡器*滤波器*混频器等元件&设计系统硬件结构%并在系统硬件的支持下&实现系统的接收控制功能%从系统测试结果中可以看出&此次设计的控制系统能够有效提高无线电的接收质量&同时扩大接收范围&达到预期的控制效果%在今后的研究工作中&可以根据低频和高频软件无线电信号特征&对此次设计控制系统的运行系数进行调整&实现对软件无线电全频信号的接收控制%参考文献'%(庄子源&班!恬!基于软件无线电的:-[U P 信号接收机设计'+(!电讯技术&"#"%&'%!*")&$$&$&!'"(周!超&王!耀&熊仁和&等!基于无人机的无线电监测定位效率提升研究'+(!计算机仿真&"#""&$)!$")'"''!'$(孙金中&付秀兰&高艳丽!软件无线电架构的导航接收机模拟前端设计'+(!电子技术应用&"#""&,&!&")%$%%$,&%$)!',(董群锋&陈!博!基于光信号偏振复用的微波光子信道化接收机'+(!激光与光电子学进展&"#""&()!"%")%%*%"$!'((黄堂森&李小武&曹庆皎!认知网络中无线电信号智能感知方法研究'+(!应用科学学报&"#"#&$&!$"),%#,%&!''(杜太行&陈!霞&孙曙光&等!9c 周期势随机共振在无线电弱信号检测中的应用'+(!仪表技术与传感器&"#"#!*")%##%#,!'*(罗义军&覃语豪!中频宽带信号采集存储回放系统设计'+(!科学技术与工程&"#""&""!%#")$))&,##,!'&(刘金霞!基于深度学习的无线电信号分类'+(!兰州理工大学学报&"#"%&,*!,")%#'%%#!')(邱钊洋&李天昀!面向中频的短码直扩信号数字盲解扩算法'+(!系统工程与电子技术&"#"#&,"!%#")"$''"$*$!'%#(肖!玮&闫隆基&刘思蔚&等!基于相关融合的B X R <Y 雷达规则区中频信号提取法'+(!计算机应用研究&"#"#&$*
基于DSP的软件无线电系统设计与实现来源：作者：发表时间：2009-12-08 16:23:381 引言软件无线电是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的无线电通信体系结构。
它将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成通用的硬件平台，并通过软件加载实现各种无线电通信功能的一种开放式体系结构[1]。
将软件无线电技术应用于移动通信领域，能够大量节省改造移动通信网络的费用，又缩短了研究到应用的周期。
软件无线电的关键技术包括：开放式总线结构及实现、智能天线技术、高速A/D技术、数字上/下变频技术，高速数字信号处理技术、信令处理技术[2]。
本文在分析软件无线电基础上设计，采用TMS320VC54X系列DSP芯片与软件结合，通过基本电路和扩展电路并辅以相应的软件设计实现无线电通信功能，并设计了标准串行接口使之可同多种通信终端连接，具有很高的实用性。
2 软件无线电结构软件无线电的核心思想是将A/D、D/A尽可能地靠近天线，尽早地将天线接收下来的模拟信号数字化，DSP对A/D转换后的数字信号进行同步提取（载波恢复、时钟恢复和帧同步）、信号调制样式的自动识别、信道解码、信源解码、信号特征提取。
理想的软件无线电结构如图1所示，其中接收机部分是对无线电接收到射频信号直接进行全宽带A/D转换，转换后的高速数据流送DSP处理，最后由窄带D/A转换为语音、数据或者图像输出。
图1 理想的软件无线电接收结构然而，由于目前A/D器件采样率、输入带宽无法满足所述软件无线电结构要求，而且后续的DSP也无法实时处理大量的高速数据流，在实际应用中，软件无线电主要采用折中方案，主要是：一方面把射频信号通过混频搬移到中频带通采样，使得A/D采样率、输入带宽满足系统要求；另一方面是在DSP前加数字下变频器[3][4]。
3 系统总体设计方案根据以上分析，并根据软件无线电的功能要求，主要包括以下几部分：射频处理（含天线）前端、高速A/D、D/A、数字上/下变频器、数字信号处理部分（DSP）以及外围接口电路。
DSP的软件系统下的无线电雷达应用技术研究
DSP的软件系统下的无线电雷达应用技术研究摘要：随着全球信息化与数字化的发展，基于dsp的软件无线电技术作为一种高端、灵活的通信系统结构，给用户带来了便捷和优质性能。
该文主要通过研究dsp原理及软件无线电技术及两者的巧妙组合优势，进而研究无线电雷达应用技术，最后还阐述了其应用前景和研究意义。
关键词：dsp；软件系统；无线电；雷达；应用技术中图分类号：tp311 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）13-3194-031 基于dsp的软件无线电系统概述1.1 dsp原理与特征分析dsp，俗称数字信号处理器，是利用计算机软硬件设备和信号处理设备，通过对信号的数字化采集、变换、滤波、估值与识别等算法研究，再结合微处理器与软硬件设备，来实现各种算法[1]。
dsp 系统主要由以下四部分组成：抗混叠滤波器用于滤掉输入信号中高于折叠频率的分量，数据采集a/d转dsp系统的处理器用于将输入信号转换为数字信号，d/a转换器可将数字信号转换成模拟信号，低通滤波器可滤除高频分量，得到平滑模拟信号。
与传统的asp相比，dsp具有高精度，高可靠性，高性能，灵活性大，成本低，，扩展性好，易于大规模生产应用；dsp芯片则具有接口便捷，多功能，体积小，功耗低等特点。
现阶段我国关于dsp 系统研究正处于逐步完善阶段，尤其是对信号处理的能力，以及硬件与软件方面取得了跨越性的发展。
1.2 软件无线电软件无线电是一种基于现代通信理论，采用数字信号处理与微电子技术将标准化、模块化的硬件单元以总线方式连接构成通用的硬件平台，再加载各种软件以实现无线电通信功能的一种开放式无线电通信体系结构。
软件无线电因其系统结构的一致性与通用性，并可采用不同软件实现各项功能的特点，使得功能的完善与升级更加便捷，且系统各模块可复用，极大地降低了更换成本；同时在相对一致的硬件平台加载各种软件所对应射频可使系统的相互操作性成为可能。
另外，软件开发周期较硬件短，成本较低，易于更新，使通信系统的生存期更长了一些；若采用新数字信号处理手段，不仅可以提高抗干扰性能，还可实现其他超越性系统功能，如在线改变信号调制模式。
软件无线电基于网络多DSP平台的并行算法研究
对 这 个 斤 行 系统 的 实 现 性 及 有 效 性 进 ｉ 了 研 究 ． 中还 将 多 处 理 器 行 系统 单 个 处 理 器 系 统 的 处 理 结 果 Ｉ 『 彳 文
进 行 丁对 比分 析 ， 证 了 许 行 算 法 的 优 越 性 ． 外 ， 种 行 思 想 ｔ 以 应用 于软 件 无 线 电 的 其 他 功 能 模 块 ． 验 另 这 Ｉ 『
软 件 无线 电基 于 网络 多 Ｄ Ｐ平 台的 并行 算 法研 究 Ｓ
郭 冬梅 ，窦 峥 ，杨 晓 冬 ，邓 伍 华 ， 东凯 王
（ 尔 滨 工程 大 学 信 息 与 通 信 工 程 学 院 ， 龙 江 哈 尔滨 ｌ０ ０ ） 哈 黑 ５０ １ 摘 要 ： 于 ． 种 改进 的 软 件 无 线 电 网 络 结 卡 提 … ｒ一 种 ｆ 对 ＦＲ滤 波 器 的 并 行 算 法 及 其 相 应 的 结 构 ， 且 基 ． ． 勾， ｔ Ｉ 并
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｅｗｏ ｋ ｓｒ ｅ ｕ ｅ ｆｒｓ ｆｗａ ｅ ｒ ｄ ｏ，ａ ｐ ｒ ｌ ｌａｇ ｒｔ ｍ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｆ ｒＦ Ｒ ｉｔｒ ｓ ｒ ｃ ： ｓ ｄ ０ ｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｎ ｔ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ０ ｏｔ ｒ ａ ｉ ａ ａｌ ｌ ｏ ｉ ｅ ｈ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ Ｉ ｆｌｅ ｏ ａ ｄ ａ ｍｕ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｃ ｉ ｃ ｕ ｅ ｓ ｉａ ｌ ｏ ｈ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ． Ｔｈ ｒ ｌ ｂ ｔ ｙ ａ ｄ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆ ｔ ｅ ｎ ｈｉ ｒ ｅ ｓ ｏ ｒ ｈ ｔ ｔ ｒ ｕ ｔ ｂ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｐ ｌ ｔ ｓ ｅ ｃ ｏ ｅ ｅ ｉ ｉｉ ｎ ｅｆ ｃｉｅ ｅ ｓ ｏ ｈ ａ ｔ ｐ ｒ ｌｅ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｓｉ ｎｖ ｓｉ ａｅ ． Ｔｈ ｍｐ ｅ ｎ ａｉｎ ｏ ｈ ａ ａｌ ｌａｇ ｒｔｍ ｓｄｉｃ ｓ ｅ ｎ ｅ ｕ ｔ ｒ ａ ａ ｌｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｔ ｒ ｓ ｉ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｏ ｅ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔｏ ｆｔ ｅ ｐ ｒｌｅ ｌ ｏ ｉ ｈ ｉ ｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｄ ｒ ｓ ｌｓａ ｅ ｇ ｖ ｎ ｔ ｈ ｗ ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｍ ｎ ｅ ｏ ｈ ａ ａｌ ｌｓ ｓｅ ｃ ｍ ｐ ｒｄ ｔ ｉｇ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｓ ｓｅ ． Ｍ ｏ ｅ ｖ ｒ ｈ ｓ ｉｅ ｓ ｉｅ ｏ ｓ ｏ ｈ ｅｆ ｏ ｅ ｆｔ ｅ ｐ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ｏ ａ ｅ ｏ ａ ｓｎ ｌ ｒ ｃ ｓ ｏ ｙ ｔｍ ｅ ｒ ｏ ｅ ，ｔ ｉ ｄ ａ ｉ ｓ ｔｂ ｅ ｆ ｒｔ ｅ ｉ ｌｍｅ ｔｔｏ ｆｏ ｈ ｒｆ ｎ ｔ ｎ ｌｍｏ ｕｌｓｏ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｔ ｒ ａ ｉ ａ ｆｍ１ ｕｉ ｌ ｏ ｈ ｍｐ ｅ ｎ ａｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｕ ｃ ｉ ａ ｄ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｓ ｆ ａ ｏ ｗａ ｅ ｒ ｄ ｏ ｐｌｔ ｏ ． Ｋｅ ｗｏｒ ： ｅ ｗｏ ｋ ａ ｃ ｉ ｃｕ ｅ ｏ ｏ ｔ ｒ ａ ｉ ｙ ｄｓ ｎ ｔ ｒ ｒ ｈｔ ｔ ｒ ｆｓ ｆ ｅ ｗａ ｅ ｒ ｄ ｏ；ｐ ｒ ｌｅ ｌｏ ｉｈ ；ｍｕｈｉｒ ｅ ｓ ｏ ｒ ｈｔ ｃｕ ｅ； Ｆ Ｒ ｆｌ ｒ ａ ａｌ ｌａｇ ｒｔ ｍ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｅ Ｉ ｉｅ ｔ
基于DSP的无线接收机的设计
图 ２ 数 字 处 理 邵 分 硬 件 电 路
２ １ Ａ／ ． Ｄ转 换 （ Ｃ） ＡＤ
采样 率 的确 定 既可 以采用 过采样 技术 又 可 以采 用欠 采样 技术． 欠采 样技 术 可 以减 少 系统 的运算 量 ， 但
对 接收机 抗 混 叠 滤 波 器 的 要 求 较 高． 据 ＡＤ 信 噪 比 （ Ｂ 计 算 公 式 ：Ｓ ： ６ ０ ＋ １ ７ １ｌｇ 根 Ｃ ｄ） ．２ ． ＋ ０ｏ
Ｃ ｎ ｅｔｒ 的初 始化 和 引导 工作 由一 片微控 制 器单 元 ＭＣＵ（ ｃｏＣ ｎｒ ｌ ｒＵｎｔ完 成 ． ｏ ｖ ｒｅ） Ｍｉ ｏ ｔｏｌ ｉ ｒ ｅ ）
… ‘ … ’ … ’ ‘ … ‘ … 一 ’ ‘ … ‘ ‘ … ‘ … ‘ … ’ …
输出 信号
图 １ 无 线 电 接 收 机 系 统 总 体 设 计 框 图
３２ ５
西
安
工
程
科技Βιβλιοθήκη 学 院学报
第２ Ｏ卷
２ 核 心 电路 设 计
本无线 电接 收机是 基 于数字 下 变频器 ＡＤ ６ ０和数 字信 号 处理 器 ＡＤ Ｐ １ １ 建 的． 系 统接 收 中 ６２ Ｓ ２９ 构 设 心频 率为 ４ ０ Ｈｚ 带宽 为 ２ ｋ 的 中频信 号． ９ｋ ， ０ Ｈｚ 核心 电路 设ｉ Ｈ ２ ｔＣ 图 ．
维普资讯
西 安 工 程 科 技 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＸｉａ ｉｅ ｓｔ ｆＥｎ ｉｅ ｒｎ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ’ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｙ
收 稿 日期 ：０ ４１ —５ ２０ ・２１
基于DSP Builder的软件无线电调制器的设计与实现
基于DSP Builder的软件无线电调制器的设计与实现软件(software defined radio)是由J．Mitola在1992年提出的一个概念，它的核心思想是在彻低可编程的硬件平台上通过注入不同的软件，实现对工作频段、调制解调方式、信道多址方式等无线功能的转变。
调制解调技术在软件无线电的讨论过程中是一个重要的组成部分。
目前对于软件无线电调制技术的实现多是采纳具有调制功能的专用芯片(其中应用较为广泛的是AD公司的AD985X系列)或是可编程器件和专用器件相结合的设计办法实现，然而在某些场合，这些调制方式和控制方式与系统的要求差距很大。
因而，彻低采纳高性能的器件设计出符合自己需要的调制就是一个很好的解决办法，它提供了一个良好的数字无线通讯系统验证环境，可以将多种调制算法在试验平台上实现，并通过平台提供的基本控制系统实现对系统的验证，并且用这种软件化硬件的设计计划，可以产生多种模式的数字调试方式，具有多功能性、通用性、集成度高、易于升级等优点。
本文采纳了公司推出的FPGA的开发工具DSP Builder软件，基于DDS(挺直数字频率合成)技术原理，设计了一种适合于软件无线电用法的可控数字调制器，可以完成FSK、PSK、ASK等调制方式，并采纳此办法在FPGA芯片上举行系统实现。
2．FSK、PSK、ASK调制原理在数字通信系统中，数字基带信号通常要经过数字编码然后调制后再传输。
频繁的调制方式有频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、幅移键控(ASK)等。
以基带数字波形序列来表示｛ak｝，通常二进制数字基带信号表示为：其中，ak为二元码符号，1或0；g()为单极性不归0波形，归一化幅度；Tb为二元序列码元问隔。
则频移键控(FSK)信号为：第1页共5页。
基于DSP的软件无线电直扩接收机的设计与实现
基于DSP的软件无线电直扩接收机的设计与实现
李宏飞;廉保旺;廉殿斌
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2004(023)0z1
【摘要】文章介绍一种基于DSP的直接序列扩频接收机的软件无线电实现,适用于低信噪比及高动态场合.系统采用数字接收信号处理器TMS320C5410和Xilinx公司的FPGA芯片Virtex20KE300构成核心单元.仿真及实验表明,在信噪比为-20dB 时,系统仍能达到优于10-5的误码率,小于2 s的首次捕获时间以及小于1s的失锁再捕时间.
【总页数】2页(P109-110)
【作者】李宏飞;廉保旺;廉殿斌
【作者单位】西北工业大学,电子信息学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,电子信息学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,电子信息学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TN802
【相关文献】
1.基于软件无线电的中频数字化直扩系统的设计与实现 [J], 刘辉;左继章;赖元东;刘智萌
2.基于软件无线电的地下通信接收机设计与实现 [J], 宋晓鸥
3.基于软件无线电架构的GNSS接收机测试系统设计与实现 [J], 曹晓亮;郭承军
4.基于软件无线电的ADS-B接收机设计与实现 [J], 周新发;张开锋
5.基于DSP的直扩通信系统的软件无线电实现 [J], 段星玉
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基于DSP的OFDM接收机关键技术的研究与实现的开题报告
基于DSP的OFDM接收机关键技术的研究与实现的开题报告1. 研究背景与意义随着数字通信技术的发展，OFDM（正交频分复用）已经成为现代通信系统中最为重要的调制技术之一。
OFDM可以有效地降低多径传播和频偏对通信质量的影响，提高频谱利用率，因此在诸如数字电视、无线局域网、移动通信等领域都得到广泛应用。
OFDM信号的接收端需要对信号进行提取和解调，然后将数据进行解码，从而获得原始数据。
其中，基于DSP的OFDM接收机在接收效率、系统稳定性、数据安全等方面都具备很大的优势，是OFDM接收机中主流的实现方式。
因此，对基于DSP的OFDM接收机的关键技术进行深入研究和实现，不仅可以提高OFDM信号接收的效率和稳定性，还能为数字通信系统的设计和实现提供重要的参考和指导。
2. 研究内容和目的本文主要研究基于DSP的OFDM接收机关键技术的研究与实现，主要包括以下内容：（1）OFDM信号的基本原理和特点；（2）基于DSP的OFDM接收机的工作原理和系统框架；（3）OFDM接收机中的关键技术，如信道估计、同步、解调、编解码等；（4）相关算法的设计与实现，如峰值搜索算法、最大似然算法、并行计算等；（5）系统性能的测试与分析，如误码率、系统误差等。
通过研究和实现基于DSP的OFDM接收机的关键技术，可以实现信道估计、同步、解调等模块的优化和升级，提高系统的性能和稳定性，为数字通信系统的研究和应用提供有效的技术支撑。
3. 研究方法和技术路线本文采用实验研究方法，通过搭建基于DSP的OFDM接收机系统，设计和实现其中的关键技术，并进行系统性能测试和分析。
具体的技术路线如下：（1）了解OFDM信号的基本原理和特点，熟悉OFDM调制和解调过程。
（2）搭建基于DSP的OFDM接收机系统，包括硬件和软件部分的设计与实现。
（3）对OFDM接收机中的关键技术进行研究，并设计相应的算法和实现方法。
（4）对OFDM接收机系统进行性能测试，包括误码率、系统误差等指标的测试和分析。
基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术研究的开题报告
基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术研究
的开题报告
一、研究背景
软件无线电调制解调技术是近年来快速发展的一种技术，它可以利用现代数字信号处理技术实现无线通信中的信号调制、解调和信号处理等功能。
而基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术的实现，可以实现高速、高效、精准的信号处理，从而提高无线通信的质量和效率。
因此，研究基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术，具有重要的理论和应用价值。
二、研究内容
本文将研究基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术的相关理论和应用。
具体研究内容包括：
1. DSP硬件设计的基本原理和方法
2. 软件无线电调制解调技术的原理和方法
3. 基于DSP硬件设计的QAM调制解调器设计
4. 基于DSP硬件设计的OFDM调制解调器设计
5. 软件实现调制解调技术的性能评价
三、研究方法
本文将采用文献综述和实验研究相结合的方法，从理论和实践两个方面进行深入研究。
具体研究方法包括：
1. 文献综述：对基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术的相关理论和应用进行全面的文献梳理和综述，分析其发展趋势和研究现状。
2. 实验研究：设计基于DSP硬件的QAM和OFDM调制解调器，进
行性能测试和比较分析。
并对软件实现调制解调技术的性能进行评价。
四、研究意义
本文的研究成果具有以下意义：
1. 对于基于DSP硬件设计的软件无线电调制解调技术进行深入研究，可以提高软件无线电调制解调技术的实现效率和性能。
2. 研究成果可以为无线通信领域的技术创新和应用提供有力的理论
和技术支持。
3. 在国内外相关领域具有一定的学术和实践价值。
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hardware platform with IF digital
suited foT the standard of
current
communication system,which based
the concept of software efined radio.
across
any systems and
any
networks.Software defined radio technique migrates the traditional analog and
digital radio
platforms
can
electronic information technique,and finally it
US
form
a
great
market around the world.SDR will bring
great economic benefits,and
to
PMC,The main object of the IMT-2000
a.4
establish
seamless
third
generation
mobile
communication standard with the function of global roaming
software;but by the same hardware
platform.Investors
can
meet the new demands of
buyers and the market,and suit the developing techniques,by designing new applied software. The concept of SDR has been system drawn up by ITU is applied in
to
flexible software radio
platforms that
a
can
support multiple
communication standards.In this thesis,l design
receiver that
improve the society and the related techniques. SDR broke the expansibility hardware
as
limited design that the traditional radio has singld function with badly emphasis
Chapter 2 is the basic theory of SDR receiver.It presents the related fundamental the signal sampling theory of the SDR receiver,including with multiple speed,etc,And the Chapter 3 introduces the SDR receiver. the front Chapter 4 introduces the hardware implement of the SDR receiver,including
1992,which is based
signal
the theory of
modern communication,with the
of
digjtal
has
processing,and supported by the technique of micro—electronic.SDR in recent mobile years,and has caught the sight of military
武汉理工大学硕士学位论文
中文摘要
以现代通信理论为基础,以数字信号处理为核心,以微电子技术为支撑的 软件无线电(Software
Defined
Radio)自从1
年由
提出以来,,在最
近几年取得了引人注目的进展,引起了包括.9军92事通信J,eo个M人ito移la动通信,微电子 以及计算机等电子领域的巨大关注和广泛兴趣.人们普遍认为软件无线电将使 无线通信,甚至整个无线电领域产生重大变革,并由此推动电子信息技术的快 速发展,最终在全世界范围内形成巨大的软件无线电产业市场,产生巨大的经 济效益,推动社会和技术的进步. 软件无线电突破了传统的无线电台以功能单一,可扩展性差的硬件为核心 的设计局限性,强调以开发性的最简单硬件为通用平台,尽可能地用可升级, 可重配置的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路.用户在同一硬件平 台上可以通过配置不同的应用软件来满足不同时期,不同使用环境的不同功能 需求:投资商则可以在通用的可扩展的硬件平台上,通过开发新的应用软件来 满足用户或市场的新要求,适应不断发展的技术进步. 软件无线电这一概念在个人移动通信上已经得到了应用.国际电信联盟 (rru)所制定的IMT-2000系统标准,其主要目标是建立一个可以全球漫游, 跨系统,跨网络的无缝隙的第三代移动通信标准.而软件无线电技术将传统的 模拟和数字无线电平台转换成更具弹性的软件无线电平台,以支持多样化的通 信标准.本论文以软件无线电的概念,去实现适用于目前移动通信标准的中频 数字化硬件平台. 本文结构如下:第1章为概述,介绍了软件无线电的基本概念,以及研究的 动机,意义和目标:第2章为软件无线电接收机的理论基础,主要介绍软件无 线电接收机所需的一些基础理论,包括信号采样定理,多速率信号处理基本理 论等,其中采样理论是本设计的核心理论基础:第3章为软件无线电接收机的 数学模型和信号解调模型;第4章介绍了软件无线电接收机的硬件实现,包括 射频前端电路,A/D,数字下变频器以及数字信号处理器等;第5章为总结,给 出了整个论文的结论. 关键词:数字信号处理,接收机,软件无线电,数字下变频器
II
武汉理工大学硕士学位论文
ne
frame of the thesis is: 1 is
Chapter
summarization.It introduces the basic concept of SDR and the
motivation,significance,and target of the research.
circuit,A/D,digital down converter,and the digital signal processor,etc·
Chapter 5 presents the conclusion of the thesis.
Keywords:Digital signal processing,Receiver,Software defined radio
武汉理工大学硕士学位论文
Abstract
SDR(software
in
defined
radio)has
on
got quiet great evolution since Jeo
Mitola raised it
COre
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武汉理工大学 硕士学位论文
基于DSP的软件无线电接收机研究和实 姓名:甘泉 申请学位级别:硕士 专业:通信与信息系统 指导教师:陈永泰 20050601
even
greatly
change
the radio
communication,and
development of the SDR
the whole radio field.And SDR will promote the quick
been
improved
communication,personal
and other electronic
communication(PMC),micro—electronic,computers, thou曲t
to
fields.SDR is generally
that it regards the simplest
to
hardware,and general
developable
platform.It
adopts the new thinking way
implement various
Digital down converter
111
武汉理工大学硕士学位论文
第1章绪论
1.1研究动机Ⅲ～嘲'叭…九63
由于全球电信自由化,使得无线通信产业蓬勃发展,各大通信设备及相关零 组件厂商也大力拓展市场.无线通信市场的需求更是惊人,根据国际电信联盟 (rru)的预估,以后全球无线通信的用户将过10亿.普及率更胜现今有线电话的 密度.这是因为无线通信产品的可移动性可以让人随时随地的使用,增加了相 当的便利性. 以现代通信理论为基础,以数字信号处理为核心,以微电子技术为支撑的 软件无线电(Software Defined Radio)自从1992年由Jeo Mitola提出以来,在最 近几年取得了引入注目的进展,引起了包括军事通信,个人移动通信,微电子 以及计算机等电子领域的巨大关注和广泛兴趣.人们普遍认为软件无线电将使 无线通信,甚至整个无线电领域产生重大变革,并由此推动电子信息技术的快 速发展,最终在全世界范围内形成巨大的软件无线电产业市场,产生巨大的经 济效益,推动社会和技术的进步. 软件无线电突破了传统的无线通信平台以功能单一,可扩展性差的硬件为 核心的设计局限性,强调以开发性的最简单硬件为通用平台,尽可能地用可升 级,可重配置的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路.用户在同一硬 件平台上可以通过配置不同的应用软件来满足不同时期,不同使用环境的不同 功能需求;投资商则可以在通用的可扩展的硬件平台上,通过开发新的应用软 件来满足用户或市场的新要求,适应不断发展的技术进步. 作为无线通信中最重要的组成部分,个人移动通信,存在系统标准及通信协 议的差异,如何整合现有移动通信标准就成为重要课题.国际电信联盟(rrU) 所制定的第三代移动通信系统IMT2000,其主要目标是期望建立一个可供全球 漫游,跨系统,跨网络无缝隙的通信标准,并提供与现有第二二代(2G)移动通 信系统相容的需求,因此第三点(3G)移动通信系统的设备需具有相容性 (Compatibility),使用弹性(FIexibility),可重构性(Reconfigurability)和可升 级性(Upgradability)的多功能需求.而发展软件无线电系统就是解决方法之一, 此系统具有整合多模式,多频段通信标准的能力.软件无线电目的已经是业界