软件无线电的中频数字化处理平台设计与实现

论文摘要

软件无线电是目前流行的实现无线通信的概念和体制。它的核心是将A/D和D/A变换器尽可能地靠近天线,将电台功能尽可能地采用软件进行定义。软件无线电把硬件作为无线通信的基本平台,而尽可能把无线通信功能用软件来实现。这样,无线通信系统具有很好的通用性、灵活性,使系统互联和升级变得非常方便,这使软件无线电成为无线通信领域模拟通信到数字通信之后的又一次突破。软件无线电系统可以分成三大部分:射频处理部分,中频及基带处理部分以及控制管理和支持部分。射频处理部分完成所有射频信号的发射和接收,中频及基带处理部分完成所有数字化处理,而控制管理和支持部分完成整个系统的运行维护、提高服务质量以及新业务的开发等任务。就目前的技术发展来看,由于器件的限制软件无线电的主要工作还集中在中频及基带数字化处理上。本文着重研究了软件无线电中频数字化处理技术的理论基础和关键技术,分析中频数字化处理技术的一些技术难点。本文设计实现了基于CPCI架构的中频数字化处理平台,并结合实际通信在该平台上分别用FPGA以及DSP实现了数字下变频和基于正交解调的FM算法验证了该平台的设计。最后对本文的工作进行总结并给出了进一步研究的方向。文章的主要工作:1.设计和实现了中频数字化处理的软件无线电平台,在该平台上可实现多种算法的加载。该平台具有良好的扩展性和灵活性,性能可靠:2.在该平台上用FPGA实现了一种数字下变频算法;3.在该平台上实现了FM正交解调算法。本文的研究工作为我们今后在软件无线电系统的研究提供了理论、技术依据,而且具有一定的工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 软件无线电的概念
• 1.3 国内外发展及现状
• 1.3.1 国外发展现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 软件无线电的关键技术
• 1.4.1 宽带/多频段天线
• 1.4.2 数模/模数转换器
• 1.4.3 DSP（数字信号处理器）技术
• 1.4.4 实时操作系统
• 1.5 理想的软件无线电结构
• 1.6 可实现的软件无线电结构
• 1.7 本文的主要工作
• 第二章 中频数字化处理的硬件组成及原理
• 2.1 模数/数模转换器（ADC/DAC）
• 2.1.1 采样方式选择
• 2.1.2 信噪比
• 2.2 数字上下变频器（DUC/DDC）
• 2.2.1 下变频器中的NCO
• 2.2.2 下变频器中的HBF半带滤波器
• 2.2.3 下变频器中的CIC滤波器
• 2.2.4 整数倍抽取
• 2.2.5 整数倍内插
• 2.3 可编程数字信号处理器件
• 2.4 本章小结
• 第三章 软件无线电的中频数字化平台实现
• 3.1 中频数字化处理平台简介
• 3.2 设计平台中主要器件及部分电路简介
• 3.2.1 DSP
• 3.2.2 FPGA
• 3.2.3 ADC模数转换器
• 3.2.4 DAC数模转换器
• 3.2.5 CPCI桥芯片
• 3.2.6 其它器件
• 3.3 中频数字化平台具体描述
• 3.4 信号接收处理流程
• 3.5 信号发射处理流程
• 3.6 电路测试方法
• 3.7 平台实物图及测试情况
• 3.8 本章小结
• 第四章 中频数字化平台实现 FM解调
• 4.1 软件无线电的通用解调模型
• 4.2 平台中频处理及基带解调测试方案
• 4.3 FPGA中实现的数字下变频
• 4.4 FM解调及解调后数据分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士期间取得的研究成果