基于DSP的软件无线电中频接收机的研究与实现

论文摘要

软件无线电是近年提出的一种无线通信的体系结构,是继从模拟技术到数字技术后,无线通信领域的又一突破性新技术。它主要的特点是在一个通用硬件平台上利用软件编程实现标准化、模块化硬件电路的功能,通过软件加载的方式实现各种类型的无线电通信系统,具有灵活性、开放性和兼容性的特点。在无线网络飞速发展的当代,软件无线电技术有利于实现无线通信网络的低成本升级,提高系统兼容性。本文从软件无线电的基本概念出发,介绍了其发展背景、功能结构、关键技术、先进特点和存在问题及应用与发展前景等。重点研究了中频软件无线电接收机的实现,将软件无线电中频接收机分两大模块实现即中频信号处理部分和基带信号处理部分,给出了两模块硬件实现及芯片选择的理论依据和实际具体考虑因素。根据理论,在中频信号处理模块,选用AD6654作为中频处理的核心芯片,主要对中频信号进行数字化及数字下变频处理,完成了接收平台的电路设计和硬件实现;在基带信号处理模块选用TMS320C5509,主要完成基带信号多种调制方式的正交数字解调。介绍了中频处理技术所涉及到的采样定理、数字下变频、多速率信号处理以及正交解调等基本理论。并在此基础上,制定了软件的程序框架,针对WCDMA和TD-SCDMA系统实现不同速率数据的信道提取和数字下变频,完成了多种调制方式的信号在DSP上的解调算法的软件实现。本文研制的中频信号处理平台具有较强的通用性和灵活性,体现了软件无线电的基本思想,为软件无线电技术的进一步研究提供了一个适宜的实验平台,也为软件无线电接收机样机的研制提供了一种实现方案。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 软件无线电的基本概念
• 1.2 软件无线电结构
• 1.3 软件无线电的关键技术
• 1.4 软件无线电的特点
• 1.5 软件无线电的发展
• 1.6 论文主要工作
• 第二章 中频模块硬件平台设计
• 2.1 中频接收平台的结构
• 2.2 参数设定
• 2.3 中频信号处理模块
• 2.4 ADC几个重要指标的设计
• 2.4.1 采样方式、采样频率的选择及设计
• 2.4.2 ADC信噪比（SNR）的指标要求
• 2.4.3 ADC无散杂动态范围的指标要求
• 2.4.4 ADC全功率输入带宽的确定
• 2.5 数字下变频DDC
• 2.5.1 数控振荡器（NCO）
• 2.5.2 采样速率转换（SRC）
• 第三章 中频模块芯片设置
• 3.1 AD6654 总体性能介绍
• 3.2 AD6654 工作时钟设置
• 3.3 AD6654 时钟频率及NCO频率值设定
• 3.4 滤波器设计及计算
• 3.4.1 积分梳状（CIC）滤波器设计
• 3.4.2 半带滤波器HB
• 3.4.3 三个可编程FIR滤波器
• 3.5 AD6654 输出端口配置
• 3.6 AD6654 的配置
• 3.7 AD6654 的控制
• 3.7.1 Serial port读写时序
• 3.7.2 Microport读写时序
• 3.7.3 控制芯片及程序
• 3.8 设计性能仿真图
• 第四章 基带信号处理模块硬件设计
• 4.1 基带信号处理硬件结构
• 4.2 信号算法流程
• 4.3 DSP芯片的选择
• 4.4 TMS320VC5509 芯片介绍
• 4.5 C5509 数据接口设计
• 4.6 DSP数据缓冲区设计
• 4.7 DSP初始化
• 4.8 DSP语言开发环境
• 4.8.1 CCS简介
• 4.8.2 C程序的优化
• 4.8.3 C 和汇编语言混合编程
• 第五章 数字信号的解调实现
• 5.1 数字信号相干解调
• 5.2 2ASK解调原理及实现
• 5.3 2FSK解调原理及实现
• 5.4 BPSK解调原理及实现
• 5.5 DBPSK解调原理及实现
• 5.6 QPSK解调原理及实现
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢