多信道软件无线电发射机实现技术研究

多信道软件无线电发射机实现技术研究

论文摘要

软件无线电技术是在通用的开放式无线电智能平台上,通过安装不同的软件来完成各种通信功能。软件无线电系统适用于多个频段,可灵活地改变工作模式,能与不同体制和标准的各种设备互通和兼容。软件无线电的关键技术包括智能天线、宽带射频(RF)信号处理、宽带A/D变换和高速数字信号处理等。软件无线电是无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第三次革命,是目前乃至未来的无线电领域的技术发展方向,它在提高系统灵活性上有无可比拟的优势,是实现未来无线通信系统的有效手段。FPGA在分布式计算、并行处理、流水线结构上有独特的优势,自然成为设计软件无线电系统的首选技术之一。本文主要研究了软件无线电发射机中的相关理论及实现方案,并基于FPGA实现。本文首先深入讨论了软件无线电发射机的基本理论:采样技术、多速率信号处理和调制解调算法,在此基础上深入研究了多相滤波技术在信道化发射机中的应用。然后推导和建立了实信号信道化发射机的数学模型,给出了信道划分方法和真实信道中心频率的计算公式,并针对此发射机模型中的各个主要模块进行了基于FPGA实现的研究,给出了实现方案。最后完成了基于各个模块的信道数为16的信道化发射机的系统统调。本文主要是在实验室阶段对算法在硬件上实现进行研究。成果可以作为后续应用研究的基础,对各种应用软件无线电理念的通信系统都具有一定的参考价值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 软件无线电技术的基本概念
  • 1.2 软件无线电的优势
  • 1.3 实现软件无线电的关键技术
  • 1.4 软件无线电的发展概况
  • 1.5 本文内容及章节安排
  • 第2章 信号采样理论
  • 2.1 基本采样理论——Nyquist采样定理
  • 2.2 带通信号采样理论
  • 2.3 软件无线电中的采样理论
  • 2.3.1 窄带中频采样数字化
  • 2.3.2 宽带中频带通采样数字化
  • 2.3.3 射频直接带通采样数字化
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 多速率信号处理理论
  • 3.1 整数倍抽取
  • 3.2 整数倍内插
  • 3.3 抽样率的分数倍变换
  • 3.4 多抽样率系统的多相结构
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 实信号信道化发射机原理的分析与研究
  • 4.1 建立实信号信道化发射机模型
  • 4.1.1 数字滤波器组的基本概念
  • 4.1.2 实信道划分中心频率计算
  • 4.1.3 基于多相滤波器的实信号信道化发射机建模
  • 4.2 发射机模型中主要模块的分析与研究
  • 4.2.1 FFT的分析与研究
  • 4.2.2 多相滤波器的分析与研究
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 基于FPGA的整体系统设计与实现
  • 5.1 系统方案框图设计
  • 5.2 系统设计参数指标
  • 5.3 基于FPGA的系统主要模块的设计与实现
  • 5.3.1 FFT的设计与实现
  • 5.3.2 复数乘法器的实现
  • 5.3.3 内插器的设计与实现
  • 5.3.4 多相滤波器的设计与实现
  • 5.3.5 延时器的设计与实现
  • 5.4 系统各模块统调结果和分析
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究生履历
  • 相关论文文献

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