无线电台监测仪的设计与实现

论文摘要

无线电频谱是无线电通信的基本物质条件之一，是有限的自然资源。本论文围绕研制适应无线电管理委员会需求的无线电台监测仪而展开研究。无线电台监测仪由射频前端和数字中频接收机两部分构成。射频前端将所要监测的频谱信号转换为中心频率为455kHz的带宽信号。数字接收机则对该具有一定带宽的中频信号进行处理。根据相应要求，本文给出了无线电台监测仪数字接收机的设计方案、硬件框图和部分硬件电路。深入研究了软件无线电技术，在MATLAB环境下详细仿真了数字下变频到FFT的全过程，并在TMS320C6416为核心的DSP硬件平台上，用C语言编程实现了数字下变频、FIR滤波、抽取和FFT变换，硬件运行结果正确。无线电台监测除了监测电台频谱外，还应具备相应的电台信号识别功能。论文比较分析了各种通信调制信号识别方法并对Nandi算法作进一步研究。在Nandi算法基础上对仿真条件进行改进。对信息序列首先进行符号成形处理，然后利用Nandi算法进行调制方式识别。针对2ASK、2PSK、2FSK、4ASK、4PSK和4FSK六种数字调制信号的识别，文中对改进前后两种方法作了仿真比较。MATLAB结果表明，采用符号成形处理更符合工程实际，抗噪性能更好，因而调制方式的判断准确率更高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文所做工作及要达到的要求
• 2 无线电台监测仪方案设计
• 2.1 射频前端
• 2.2 软件无线电技术
• 2.2.1 软件无线电技术简介
• 2.2.2 中频信号的采样
• 2.2.3 数字下变频
• 2.2.4 滤波与抽取技术
• 2.3 数字接收机方案设计
• 3 无线电台监测仪数字接收机的硬件设计
• 3.1 硬件框图
• 3.2 A/D采样电路
• 3.2.1 A/D转换器的性能指标及选用芯片
• 3.2.2 编码时钟输入电路
• 3.2.3 模拟信号输入电路
• 3.2.4 供电系统和输出负载电路
• 3.3 数据存储电路
• 3.4 DSP电路
• 3.4.1 DSP芯片C6416
• 3.4.2 C6416的外围电路设计
• 3.5 CPLD电路
• 3.6 PCI接口电路
• 4 无线电台监测仪软件设计
• 4.1 FIR滤波器设计
• 4.1.1 FIR滤波器的基本结构及设计方法
• 4.2 无线电台监测仪的MATLAB仿真
• 4.2.1 采样量化产生数字输入信号
• 4.2.2 数字信号下变频
• 4.2.3 FIR滤波器的MATLAB实现
• 4.3 DSP程序设计
• 4.3.1 集成开发环境CCS概述
• 4.3.2 FIR滤波器的DSP算法实现
• 4.3.3 FFT变换的DSP算法实现
• 4.3.4 运算时间分析
• 5 无线电台信号自动识别研究
• 5.1 概述
• 5.1.1 通信信号调制识别常用方法
• 5.2 Nandi算法介绍
• 5.2.1 模拟调制信号分类
• 5.2.2 数字调制信号的识别
• 5.3 本文采用的识别算法介绍
• 5.3.1 符号成形对信号参数提取的影响
• 5.3.2 算法介绍
• 5.4 算法仿真
• 5.4.1 Nandi算法与本文算法的仿真比较
• 5.4.2 本文算法的调制方式判别
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录