感知无线电接收机的设计与实现

论文摘要

近年来,随着通信技术的飞速发展,各种通信系统得到了广泛的应用,人们希望无线电设备能够具有自适应的智能化功能来满足市场需求。同时,由于通信行业的迅速发展,频谱资源匮乏的问题日益严重,但是在同一个地区同时被利用的频谱资源率却比较低。因此如何提高频谱利用率,如何在一个通用的硬件平台实现技术升级逐渐成为通信技术的研究热点。感知无线电就是以软件无线电为扩展平台,能够实现感知周围环境特征并进行自适应通信的一种无线通信技术,可以有效地解决频谱资源紧张的问题。同时感知无线电技术还具有标准化、模块化、通用性和可配置性的特点,能够适应不同通信环境下的要求。而在整个系统中,前端的信号接收机是系统的关键部分。本文对感知无线电和软件无线电的设计思想及关键技术进行了研究,重点研究了射频前端接收机,并且提出一种前端接收机的设计方案,同时详细描述了接收机的设计和实现过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信技术的发展
• 1.2 软件无线电的定义和发展
• 1.3 软件无线电体系结构
• 1.4 软件无线电的特点和关键技术
• 1.4.1 软件无线电的特点
• 1.4.2 推动软件无线电发展的关键技术及要求
• 1.5 软件无线电研究现状及未来软件无线电的主要特性
• 1.5.1 软件无线电研究现状
• 1.5.2 未来软件无线电的主要特性
• 1.6 本文主要工作和论文安排
• 第二章 感知无线电系统
• 2.1 感知无线电发展介绍
• 2.2 感知无线电系统及其物理层技术
• 2.2.1 无线信道
• 2.2.2 感知无线电技术与动态频谱分配
• 2.2.3 实现动态频谱共享的基本方案
• 2.2.4 感知无线电系统的网络架构及协议体系
• 2.3 感知无线电物理层技术
• 2.3.1 感知无线电频谱检测技术
• 2.3.2 感知无线电信道估计技术
• 2.3.3 感知无线电自适应传输技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 硬件平台工作原理
• 3.1 天线
• 3.2 射频前端电路和器件
• 3.2.1 抗混叠带通滤波器
• 3.2.2 宽带放大器
• 3.3 数模模数变器（ADC/DAC）
• 3.3.1 ADC的工作原理及其参数指标
• 3.3.2 接收机的采样机制
• 3.4 数字上/下变频器（DUC/DDC）
• 3.4.1 数字下变频理论介绍
• 3.4.2 下变频器中的NCO
• 3.4.3 半带滤波器HBF（Half Band Filter）
• 3.4.4 CIC滤波器（Cascaded Intergrator Comb Filter）
• 3.5 软件无线电中常用的可编程数字信号处理器件
• 3.6 本章小结
• 第四章 感知无线电硬件平台的设计与实现
• 4.1 接收机设计体制
• 4.2 前端接收机整体电路设计
• 4.3 模拟前端设计
• 4.4 中频放大电路
• 4.5 高速A/D采样电路
• 4.5.1 数字下变频器的设计
• 4.5.2 NCO的设计
• 4.6 FPGA部分
• 4.7 DSP及其周边电路
• 4.8 NIOSⅡ处理器
• 4.9 本章小结
• 第五章 接收机性能分析
• 5.1 噪声及其对接收机灵敏度的影响
• 5.1.1 量化噪声
• 5.1.2 差分非线性DNL
• 5.1.3 热噪声
• 5.2 孔径抖动
• 5.3 无杂散动态范围
• 5.4 全功率模拟输入带宽
• 5.5 高速ADC的硬件设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 工作总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文