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1、软件无线电中频数字接收机设计与实现重庆大学硕士学位论文软件无线电中频数字接收机设计与实现姓名:陈瑛申请学位级别:硕士专业:计算机技术指导教师:傅鹤岗;刘小航20050801重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要接收机是无线电通信系统的主要组成部分。而传统的无线电接收机,其功能单一、对信号的适应能力差、硬件依赖性强,从而使得其可扩展性差。而软件无线电(SoftwareDefinedRadio,简称SDR)强调以开放性的模块化、标准化的最简硬件为通信平台,采用数字信号处理技术,尽可能地用可升级、可重配置的应用软件来实现无线通信功能的设计思想。其关键技术包括宽带/多频段多波束天线、宽带射频
2、(RF)信号处理、宽带A/D/A变换、DSP技术及实时操作系统等。软件无线电技术的出现导致了接收机的革新。其基本思想是对射频信号进行采样,在高速DSP处理平台上加载不同软件来实现不同波形的调制、解调。鉴于目前器件水平的限制,现阶段尚无法对射频信号进行直接采样,只能采用折中方案??宽带中频采样,且使用专用芯片来构成灵活的多功能、多制式接收机。这很好的满足了现代军事通信互联互通的需求;该方案采用模块化、标准化设计,使得软硬件升级方便,使用中的维护费用也大大降低,有利于节约成本。本课题设计的“软件无线电中频数字接收机”实现了以10MHz为中心,带宽为5MHz,信道带宽为25KHz的中
3、频调频信号的数字化处理。AD采样的数据流,经可编程数字下变频器处理后,一方面经数模转换器D/A输出解调后的模拟信号;另一方面通过信号处理器(DSP)的DMA传输通道送入信号处理器,进行载波信号相关等检测。该课题仅对中频(10MHz)后的载波信号作了数字化处理,主要做了以下几个方面的工作:1、利用过采样原理对中频载波信号进行采样,降低前端抗混叠虑波器的要求,同时也降低由于频谱混叠造成的信号失真,更好地恢复原信号;2、采用了FIR数字虑波算法,使信号的虑波处理更加灵活、方便,有利于提高技术指标;3、基于“通用DSP+专用信号处理器”结构,由专用可编程的数字下变频器完成数据速率高、数
4、据量大的前端部分,而经过降速后数据则由通用DSP来处理。这既解决了因数据量大而难以处理的瓶颈问题,又使设计简洁,更具灵活性,特别为后续的实时处理减轻了压力;通过本课题最后的试验结果可知,该宽带中频数字接收机的各项指标完全符合设计要求,满足了当前“军用(UHF)集群通信系统数字化改造”的需要,达到了工程的设计目的。关键词:采样,A/D,软件无线电,数字下变频,DSPI重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTReceiverisakeypartofradiocommunicationsystem.Thetraditionalradioreceiversufferssimplef
5、unctionandpoorsignalprocessing.Hardwareplaysanimportantroleinthetraditionalradioreceiverworldsoitsexpandabilityislimited.ButSoftwareDefinedRadioSDRismoreadvancedthanthetraditional.Itischaracterizedofmoduleandstandardsimplehardware.InSDR,itadoptsDigitalSignalProcessingtechnologyanditsdesignth
6、eoryistorealizeradiocommunicationfunctionthroughupgradingapplicationsoftware.ThekeytechnologyinSDRincludewideband/multibandantenna,widebandRFsignalprocessing,widebandA/D/Aconversion,DSPtechnologyandreal-timeoperationsystemetc.TheemergencyofSDRbringsabouttherenovationofreceiver.Itsworkingprin
7、cipleistosampleRFsignalfirst,thenloaddifferentsoftwaretoDSPsignaltoobtaindifferentwaveformmodulationanddemodulation.Owingtothelimitedcomponentlevel,currentlywecannotdirectlysampleRFsignalinsteadofsamplingwidebandIFintermediatefrequency.Moreover,the
