基于DSP的基频发射机的研究

论文摘要

在无线通信系统中,传统发射机更多依赖于硬件,可扩展性差,很难满足复杂多变的应用环境。软件无线电发射机可以通过重配置应用软件来满足不同环境和用户的需求,具有很大灵活性。数字信号处理器(DSP:Digital Signal Processor)由于运算速度快、具有可编程特性及接口灵活,使得它主要应用于实时信号处理,采用DSP器件来实现数字信号处理系统更是成了当前的发展趋势。目前,为满足复杂多变的应用环境,基于DSP的软件无线电发射机是最常用和最有效的方法。本文基于软件无线电的思想,以数字信号处理为核心,在现代通信理论的基础上,研究了软件无线电基带发射机问题,设计了一种评价软件无线电发射机性能的硬件平台。首先,详细阐述了采样定理和多速率信号理论,为基频发射机的设计实现奠定了理论基础。然后详细介绍了正交变换理论—希尔伯特变换,希尔伯特变换器是一个对它的输入信号附加90度相移的全通滤波器,即信号经过希尔伯特变换后,信号频谱的幅度不发生变化,相位改变90度。它是软件无线电的重要组成部分,在数字滤波、信号的调制解调、上变频、下变频等方面都有广泛的应用。随后又详细介绍了基频发射机的理论组成框图和各个模块的具体实现原理。最后在基于TI公司TMS320C6713DSP的硬件平台DSK6713上实现了基频发射机系统,实现了对不同基带调制信号进行单边带调制的目的,并对实验的结果进行了比较和分析。理论分析和试验结果的比较表明本系统设计是正确的,而且系统性能良好。本系统的主要性能指标均达到了设计要求,与现有的同类产品相比,其具有成本低、简单灵活的特点。本系统代码是基于软件无线电思想编写的,具有较强的可移植性和可重用性,可维护性能良好,参数改变灵活,适应性强,在通信领域中具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 软件无线电概念的提出
• 1.1.1 软件无线电的概念
• 1.1.2 软件无线电的基本结构
• 1.2 软件无线电的关键技术
• 1.2.1 宽带/多频段天线
• 1.2.2 模数/数模转换器件
• 1.2.3 DSP技术
• 1.2.4 实时操作系统
• 1.3 软件无线电在各领域电子系统中的应用
• 1.4 课题背景及国内外的研究情况
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第2章 软件无线电发射机的理论基础
• 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 整数倍抽取
• 2.4 整数倍内插
• 2.5 取样率的分数倍变换
• 2.6 本章小结
• 第3章 希尔伯特变换的理论
• 3.1 连续信号的希尔伯特变换
• 3.2 离散希尔伯特变换
• 3.3 本章小结
• 第4章 系统设计与实现
• 4.1 基频发射机的模型
• 4.2 系统的参数设计及实现框图
• 4.3 发射机各模块的实现原理
• 4.3.1 基带信号产生模块（信源及基带调制模块）
• 4.3.2 正交变换模块和延时模块
• 4.3.3 基带内插与滤波模块
• 4.3.4 数字正交调制模块
• 4.4 硬件平台
• 4.4.1 TMS320C6713 DSP简介
• 4.4.2 输入输出接口芯片
• 4.5 软件实现
• 4.5.1 CCS集成开发环境
• 4.5.2 基频发射机系统的设计与实现
• 4.6 TMS320C6713的初始化与中断
• 4.7 DSP程序的优化
• 4.8 试验结果及分析
• 4.8.1 语音信号的单边带调制的基频发射机的分析
• 4.8.2 m序列2FSK调制的单边带调制的基频发射机的分析
• 4.9 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历