软件无线电中调制解调的实现
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验 ， 而证 明 了算法的正确性和 可行性． 从
关键词 ： 件无 线电 ； 制 ； 软 调 解调
中图分类号 ： ９ ＴＮ ２
文献标 志码 ： Ａ
０ 引言
１９ 年美 国远程通 信系统会议 上，ｏ ｔｌ ９２ Ｊ ｅＭｉ ａ ｏ 首次正式提出了软件无线 电（ｏｔ ａｅＲ ｄ ，Ｒ Ｓｆ ｒ ａｉ Ｓ ） ｗ ｏ 的概念 ［． １ 所谓 软 件无线 电 ， ］ 就是 采用 数字 信号 处 理 技术 ， 在可编程控制的通用硬件平台上 ， 利用软件来 定义 、 实现无线电台的各部分功能 ： 包括前端 接收、 中频处理以及信号的基带处理等等． 它的核心思想 是基于数字信号处理芯片， 将宽带模数 （ ／ ） Ａ Ｄ 及数 模（ ／ ） Ｄ Ａ 转换器尽可能靠近天线 ， 采用通用可编程 能力强的器件 （ Ｄ Ｐ Ｃ Ｕ等） 如 Ｓ 、Ｐ 代替专用 的数字电 路， 使无线电通信功能尽可能用软件来实现． 这样 ， 无线通信系统具有很好的通用性 、 灵活性 ， 系统互 使 联和升级非常方便． Ｒ可以认为是继模拟通信到数 Ｓ
号） 为采样间隔． ； 对式（） ２ 展开得
Ｓ （ ）一 Ｉｎ ｃ ｓ￣ ＋ Ｑ（ ）ｉａ ｎ （ ） ｏａ ｎ ｎｓ ￣ ｎ （） ３
数字信号处理平 台为支撑 ， 利用各种软件来实现． 每 种调制解调算法都做成软件模块 ， 要实现某种调
一
制解调功能只需调用 相应模块 即可． 由于各种调制 解调用 软件 来实 现 ， 因此在 软件无 线 电 中 ， 以不 断 可 地更新调制解调模块软件来适应不断发展的调制解
进行积分 ， 然后对这积分后的信号 分别取正弦和余
弦 即可． 因此 ， 正交 调制 法实 现 时只要 令 用
，￡ （ ）一 Ｃ Ｓ Ｏ （ １ １）
所以， 各种通信信号都可以用正交调制 的方法加 以 实现． 例如 ： 对于一个 Ａ 信号， Ｍ 它的数学表达式为
Ｓｔ （）一 Ａ（ ＋ ％ （） ｃ ｓ ３ ， 它 表示 为 数字 正 １ ｎ ￡）ｏ ｃ 把 Ｏｔ
式 中 ： （ ）一 ａ ｎ ｃ ｓ （ ） Ｑ（ Ｊ７ １ （ ）ｏ ￣ ｎ ； ）一一口 ７ ｓ ｏ （）ｉ ２ ｎ
调体制 ， 具有相当大的灵活性和开放性． 软件无线电
ｃ ｎ． ｐ ）软件无线电中调制 的方法就是先 根据调制样 （
式求 出 ｊ ， ， （ ）Ｑ（） 然后分别 与两个正交本振 ｃｓ ｏ
２ 软 件无线 电中的解调原 理
软件无线电的解调一般采用数字相干解调 的方 法． 数字相干解调法从原理上讲与模拟相干解调法 样． 常见 于模拟 解调 电路 的一 般相 干解调 法 （ 指用
的各种调制解调功能完全可以基于数字信号处理技 术来实现． 软件无线电中， 信号的调制是基于正交调 制理论 ， 其实现是通过数字上变频完成的， 如图 １ 所
示 ． 引
正
交 处 理
图 １ 正 交调 制通 用 模 型
Ｆｉ． Ｇｅ ｅ ａ ｄ ｌ ｆｑ ａ ｒ ｔ ｒ ｄ ｌ ｔ ｎ ｇ１ ｎ ｒ ｌｍｏ ｅ ｏ ｕ ｄ ａ ｕ ｅｍｏ ｕ ａ ｉ ｏ
１ １ 基 带正 交信号 的产 生 ．
一
个无线电信号一般可表示为 ｓ￡ 一 ａ ｔｃｓ２ｆ ｔ （ ） （ ｏ［ｗ ｏ＋ （ ］ ） ｆ ）
（） １
字通信， 固定通信到移动通信之后无线通信领域 的 第３ 次突破 ． ２ Ｉ
式 中：（ ， ｆ 分别表示为该信号的幅度调制信息 口 （ ） ） 和相位调制信息 ；ｏ ｆ 为信号载频（ 中心频率） 而频率 调制 信息 也反 映 在相 位 调 制信 息 中， （ 即 ￡ ）一
收稿 日期 ；０ ９０ －０ ２ ０－９２ 基金项 目： 甘肃省 自然科学基金 （ Ｓ ０ － ３－２ － ． Ｚ ０ ３Ｂ ５ ６Ｃ） ０ 作者简介 ： 董晓静 （ ９ ２）女 ， １ ８一 ， 陕西西安人 ， 硕士生 ．
兰
州 交
通
大
学
学
报
第 ２ 卷 ９
，ｉ ｃ 相乘并求和， ｓ ０ ｎＵ 即可得到调制信号 Ｓ ． （）
Ｑ（ ）＝ ｓｎ ｆ ｉ
（ ２ １）
交形式为 Ｓ ， 一 Ａ（ ＋ｍ ７ （） ｃｓ％ｎ ． 以， （） ｚ １ ｎ７ ）ｏ（ ）所 ３ ｚ Ｊ７ 一 Ａ（ ＋ （） ２ １ （） ， ）Ｑ（）一 ０ 其他类型的调 ．
制都 可 以仿 照 ＡＭ 调制 ， 出相应 的 Ｊ ） Ｑ（ ． 求 （ 和 ）
第２ ９卷 第 １ 期
２ １ 年 ２月 ００
兰
州
交
通
大
学
学
报
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ １ Ｉ２ ．
Ｆｅ ． ０ ０ ｂ ２ １
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｚｏ ｉ ｔｎ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒａ ｎｈ ｕＪ ｏｏ ｇＵｎｖ ｒｉ ｏＬ ａ ｔ
文 章 编 号 ：０wenku.baidu.com１ ３ ３ ２ １ ） １０ １ －３ １０ — ７ （０ ０ ０ －０ ３ ４ Ｏ
ｄ （）ｄ． ￣ ｔ／ｔ对式 （）进行 数 字化 可得 ｏ １
１ 软件无线 电中的调 制原理
软件无线电中的各种调制解调信号是以通用的
ｓｎ 。 一 ａ ｎ ｃｓ２ｆ ｎ ￣ Ｔ ） （） （Ｔ ） （Ｔ ）ｏ［ ￣ ０Ｔ ＋ｑ ｎ ， ２ （ ］ 式 中：ｏ ， ； 为数字角频率 ， Ｃ ：２ Ｏ 取值 ０ ￣ 实信 －ｒ （
软 件 无 线 电 中调 制解 调 的 实现
董晓静 ， 吴辰文 ， 王
（ 兰州交通大学 电子 与信息工程学院 ， 甘肃 兰州
平
７０７ ） ３ ０ ０
摘
要： 软件 无线 电概念对 于通信 系统的发展起到 了巨大的引导作 用， 制解调技 术在 软件无 线 电系统 中占据 着 调
重要的地位． 实现软件 无线 电台的关键之一就是要解 决调制 解调的软件 化 问题． 中主要对 软件 无线 电结构 下的 文 ＡＭ、 Ｍ 调制解调算 法进行研 究， Ｆ 并在此基础上 用 Ｍａｌ ｔ ｂ仿 真工具对 Ａ 、 Ｍ 信 号的调制 解调 算法进行仿 真 实 ａ Ｍ Ｆ
关键词 ： 件无 线电 ； 制 ； 软 调 解调
中图分类号 ： ９ ＴＮ ２
文献标 志码 ： Ａ
０ 引言
１９ 年美 国远程通 信系统会议 上，ｏ ｔｌ ９２ Ｊ ｅＭｉ ａ ｏ 首次正式提出了软件无线 电（ｏｔ ａｅＲ ｄ ，Ｒ Ｓｆ ｒ ａｉ Ｓ ） ｗ ｏ 的概念 ［． １ 所谓 软 件无线 电 ， ］ 就是 采用 数字 信号 处 理 技术 ， 在可编程控制的通用硬件平台上 ， 利用软件来 定义 、 实现无线电台的各部分功能 ： 包括前端 接收、 中频处理以及信号的基带处理等等． 它的核心思想 是基于数字信号处理芯片， 将宽带模数 （ ／ ） Ａ Ｄ 及数 模（ ／ ） Ｄ Ａ 转换器尽可能靠近天线 ， 采用通用可编程 能力强的器件 （ Ｄ Ｐ Ｃ Ｕ等） 如 Ｓ 、Ｐ 代替专用 的数字电 路， 使无线电通信功能尽可能用软件来实现． 这样 ， 无线通信系统具有很好的通用性 、 灵活性 ， 系统互 使 联和升级非常方便． Ｒ可以认为是继模拟通信到数 Ｓ
号） 为采样间隔． ； 对式（） ２ 展开得
Ｓ （ ）一 Ｉｎ ｃ ｓ￣ ＋ Ｑ（ ）ｉａ ｎ （ ） ｏａ ｎ ｎｓ ￣ ｎ （） ３
数字信号处理平 台为支撑 ， 利用各种软件来实现． 每 种调制解调算法都做成软件模块 ， 要实现某种调
一
制解调功能只需调用 相应模块 即可． 由于各种调制 解调用 软件 来实 现 ， 因此在 软件无 线 电 中 ， 以不 断 可 地更新调制解调模块软件来适应不断发展的调制解
进行积分 ， 然后对这积分后的信号 分别取正弦和余
弦 即可． 因此 ， 正交 调制 法实 现 时只要 令 用
，￡ （ ）一 Ｃ Ｓ Ｏ （ １ １）
所以， 各种通信信号都可以用正交调制 的方法加 以 实现． 例如 ： 对于一个 Ａ 信号， Ｍ 它的数学表达式为
Ｓｔ （）一 Ａ（ ＋ ％ （） ｃ ｓ ３ ， 它 表示 为 数字 正 １ ｎ ￡）ｏ ｃ 把 Ｏｔ
式 中 ： （ ）一 ａ ｎ ｃ ｓ （ ） Ｑ（ Ｊ７ １ （ ）ｏ ￣ ｎ ； ）一一口 ７ ｓ ｏ （）ｉ ２ ｎ
调体制 ， 具有相当大的灵活性和开放性． 软件无线电
ｃ ｎ． ｐ ）软件无线电中调制 的方法就是先 根据调制样 （
式求 出 ｊ ， ， （ ）Ｑ（） 然后分别 与两个正交本振 ｃｓ ｏ
２ 软 件无线 电中的解调原 理
软件无线电的解调一般采用数字相干解调 的方 法． 数字相干解调法从原理上讲与模拟相干解调法 样． 常见 于模拟 解调 电路 的一 般相 干解调 法 （ 指用
的各种调制解调功能完全可以基于数字信号处理技 术来实现． 软件无线电中， 信号的调制是基于正交调 制理论 ， 其实现是通过数字上变频完成的， 如图 １ 所
示 ． 引
正
交 处 理
图 １ 正 交调 制通 用 模 型
Ｆｉ． Ｇｅ ｅ ａ ｄ ｌ ｆｑ ａ ｒ ｔ ｒ ｄ ｌ ｔ ｎ ｇ１ ｎ ｒ ｌｍｏ ｅ ｏ ｕ ｄ ａ ｕ ｅｍｏ ｕ ａ ｉ ｏ
１ １ 基 带正 交信号 的产 生 ．
一
个无线电信号一般可表示为 ｓ￡ 一 ａ ｔｃｓ２ｆ ｔ （ ） （ ｏ［ｗ ｏ＋ （ ］ ） ｆ ）
（） １
字通信， 固定通信到移动通信之后无线通信领域 的 第３ 次突破 ． ２ Ｉ
式 中：（ ， ｆ 分别表示为该信号的幅度调制信息 口 （ ） ） 和相位调制信息 ；ｏ ｆ 为信号载频（ 中心频率） 而频率 调制 信息 也反 映 在相 位 调 制信 息 中， （ 即 ￡ ）一
收稿 日期 ；０ ９０ －０ ２ ０－９２ 基金项 目： 甘肃省 自然科学基金 （ Ｓ ０ － ３－２ － ． Ｚ ０ ３Ｂ ５ ６Ｃ） ０ 作者简介 ： 董晓静 （ ９ ２）女 ， １ ８一 ， 陕西西安人 ， 硕士生 ．
兰
州 交
通
大
学
学
报
第 ２ 卷 ９
，ｉ ｃ 相乘并求和， ｓ ０ ｎＵ 即可得到调制信号 Ｓ ． （）
Ｑ（ ）＝ ｓｎ ｆ ｉ
（ ２ １）
交形式为 Ｓ ， 一 Ａ（ ＋ｍ ７ （） ｃｓ％ｎ ． 以， （） ｚ １ ｎ７ ）ｏ（ ）所 ３ ｚ Ｊ７ 一 Ａ（ ＋ （） ２ １ （） ， ）Ｑ（）一 ０ 其他类型的调 ．
制都 可 以仿 照 ＡＭ 调制 ， 出相应 的 Ｊ ） Ｑ（ ． 求 （ 和 ）
第２ ９卷 第 １ 期
２ １ 年 ２月 ００
兰
州
交
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大
学
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报
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ １ Ｉ２ ．
Ｆｅ ． ０ ０ ｂ ２ １
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｚｏ ｉ ｔｎ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒａ ｎｈ ｕＪ ｏｏ ｇＵｎｖ ｒｉ ｏＬ ａ ｔ
文 章 编 号 ：０wenku.baidu.com１ ３ ３ ２ １ ） １０ １ －３ １０ — ７ （０ ０ ０ －０ ３ ４ Ｏ
ｄ （）ｄ． ￣ ｔ／ｔ对式 （）进行 数 字化 可得 ｏ １
１ 软件无线 电中的调 制原理
软件无线电中的各种调制解调信号是以通用的
ｓｎ 。 一 ａ ｎ ｃｓ２ｆ ｎ ￣ Ｔ ） （） （Ｔ ） （Ｔ ）ｏ［ ￣ ０Ｔ ＋ｑ ｎ ， ２ （ ］ 式 中：ｏ ， ； 为数字角频率 ， Ｃ ：２ Ｏ 取值 ０ ￣ 实信 －ｒ （
软 件 无 线 电 中调 制解 调 的 实现
董晓静 ， 吴辰文 ， 王
（ 兰州交通大学 电子 与信息工程学院 ， 甘肃 兰州
平
７０７ ） ３ ０ ０
摘
要： 软件 无线 电概念对 于通信 系统的发展起到 了巨大的引导作 用， 制解调技 术在 软件无 线 电系统 中占据 着 调
重要的地位． 实现软件 无线 电台的关键之一就是要解 决调制 解调的软件 化 问题． 中主要对 软件 无线 电结构 下的 文 ＡＭ、 Ｍ 调制解调算 法进行研 究， Ｆ 并在此基础上 用 Ｍａｌ ｔ ｂ仿 真工具对 Ａ 、 Ｍ 信 号的调制 解调 算法进行仿 真 实 ａ Ｍ Ｆ