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《浙江大学》 2003年
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多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究

赵民建  
【摘要】: 随着无线通信技术和服务需求的飞速发展,无论在军用还是民用无线通信领域,各个系统的兼容性、可升级性、自适应性问题突出。针对这些问题,J. Mitola提出了的射频信号数字化、软件化处理的思想,即软件无线电技术,成为解决上述问题的有效途径。软件无线电思想经过几年的发展,目前研究者认为,不仅要对调制解调进行数字化、软件化处理,还需要从系统的角度来重新构建整个无线通信系统。一般来说,软件无线电系统应该具有很强的灵活性,通过软件的更新、加载可以增加新的功能、适应新的通信模式;同时具有很强的开放性和可扩展性,采用标准化、模块化软硬件体系结构。为了达到通用性、可升级性和兼容性的目的,软件无线电需要解决三类关键技术:第一,需要研究一个开放式、可扩展、标准化的软件、硬件平台结构。第二,需要研究实现适合于软件无线电系统的高性能射频、数字信号处理器件。第三,需要研究适合于软件无线电的多波段、多速率、多模式信号接收理论和实现方法。 尽管软件无线电技术受到了广泛关注,但深入而细致的研究工作并不多,特别是对上述第三个问题。本文基于作者在调制解调技术研究方面的积累,深入研究了多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术,并结合软件无线电开放式、通用性软件、硬件系统结构的思想,提出和实现了一个多波段、多速率、多模式软件无线电的验证系统。 本文在阐述软件无线电的开放式、标准化软件结构和硬件平台,以及关键器件及其特性的基础上,针对多波段射频(或者高中频)信号数字化问题,深入分析了采样理论在软件无线电接收机中的应用,提出了实现多波段(全波段)采样的方法。从理论上分析了软件接收机以正交带通采样、一阶均匀带通采样、高阶采样等方法为基础,如何计算、选择合理的采样频率。 其次,研究了软件无线电系统中十分重要的多速率处理问题。多速率处理本质上就是采样率变换的实现问题。文中分析了整数倍、分数倍和NCO控制的正实数倍的采样率变换方法。从节省资源的角度出发,从理论上分析了一般化的采样率变换高效实现结构。同时把NCO控制的插值变换(从高速到低速)方法应用到软件无线电接收机中,阐明了其控制原理,指出了控制环路中内插滤器的实现方法。另外,结合多速率多相信号处理和NCO内插控制思想,分析了时变CIC内插滤波器的采样率变换实现。 再次,深入研究了软件无线电多模式接收实现问题。多模式调制解调是软件无线电的核心技术之一。本文在软件无线电通用硬件平台结构下,分析了线性调制方式、非线性连续相位调制方式和多载波调制的软件接收机实现问题,分别以突发模式MPSK调制、GMSK调制、OFDM调制模式为对象,给出了具体的多模式接收实现方法和仿真结果。深入研究了上述三种突发调制模式全软件接收的突发信号检测,载波频率、相位、定时误差估计,同步实现结构,以及同步跟踪方法、特点和性能。大多研究结果已在实际的演示系统上得到验证。该项工作的深入进行对软件无线电技术从理论模型走向实际应用具有重要的现实意义。 最后,结合前文对软件、硬件模型结构、带通采样技术、多模式接收方法的研究分析结果,和目前最新的信号处理器件水平,提出并实现了一个软件无线电实验硬件平台和软件系统构架。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN925

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【引证文献】
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1 任学恒;李茂;赵宝国;张怀武;;基于改进算法模型的多相滤波器组的实现[J];磁性材料及器件;2006年04期
2 秦明伟;李德建;姚远程;;软件无线电数字下变频及抽取技术研究[J];通信技术;2008年09期
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1 王晓光;认知无线电中基于模型的频谱分配算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吴明钦;数字中频接收机同步技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 许华治;低轨道卫星TDMA/OQPSK信号解调技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
4 冯艳蓉;超短波高速跳频系统数字相位调制解调研究[D];浙江大学;2006年
5 任学恒;软件无线电接收机中信道化模块的研究[D];电子科技大学;2007年
6 郑金良;卫星突发信号解调技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2006年
7 孙蓓雄;基于软件无线电技术的数字集群系统研究[D];南京理工大学;2006年
8 周侨;认知无线电网络中的动态信道分配技术研究[D];浙江大学;2008年
9 吴金贵;基于SDR平台GSM系统接收机关键技术的研究[D];上海交通大学;2010年
10 张莉莉;多速率多模式中频数字化接收机关键技术研究[D];电子科技大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祝陈;赵虎;柯海宁;;雷达信号中频采样技术[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年02期
2 钱团结,章晓霞,陈离;软件无线电技术在数字电视中的应用[J];安徽工程科技学院学报;2002年01期
3 唐睿,陈霞,谈振辉;软件无线电的数字中频技术在WCDMA基站中的应用[J];北京交通大学学报;2005年05期
4 喻黎霞;;软件无线电中前端数字下变频的研究[J];办公自动化;2009年20期
5 王建忠;多相滤波在软件无线电中的应用[J];兵工自动化;2004年04期
6 陈冒银;代健美;刘作学;;基于ICS-554的软件无线电载波同步[J];兵工自动化;2006年09期
7 李秋生;;相控阵雷达导引头总体技术研究[J];兵工自动化;2007年01期
8 韦萍;邵啸;赵东杰;;基于软件无线电的中频频谱监测方法的优化[J];兵工自动化;2008年10期
9 周亚飞;赵修斌;胡健生;;接收相参雷达相干检波改进设计与仿真[J];兵工自动化;2010年10期
10 夏明飞;夏明旗;;数字鉴频技术在电台检测设备中的应用[J];兵工自动化;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马涛;陈娟;单洪;;基于DSPBuilder的数字下变频器FPGA设计[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 马涛;李东生;;单芯片可重构数字接收机的研究[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 马涛;李东生;;一种数控振荡器(NCO)的FPGA实现新方法[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
4 李志国;王振岭;;HB滤波器在数字接收机中的应用及实现[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
5 崔素玲;张超;杜会文;杜以涛;;时间门技术在频谱分析仪中的研究与应用[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
6 张月;邹江威;陈曾平;;宽带全数字雷达接收机参数设计[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
7 王磊;郝士琦;戎雁;;基于瞬时特征参数提取的数字通信信号解调[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
8 吕卓;侯春萍;侯永宏;;全数字OQPSK解调算法的研究及FPGA实现[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 刘欣;林水生;李广军;;数字下变频器中坐标变换模块的ASIC实现[A];四川省电子学会半导体与集成技术专委会2006年度学术年会论文集[C];2006年
10 王棋;赵军;李玉柏;;基于DSP和FPGA的数字集群系统终端设计[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 祖秉法;“北斗二号”民用软件接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张文旭;被动雷达导引头数字信道化接收机研究及实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 覃岭;无线电侦测中的阵列处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
4 肖杨;基于软件无线电的编码激励超声血流检测系统的研究[D];复旦大学;2010年
5 陈广泉;认知异构无线网络若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
6 刘义贤;认知无线电中的频谱感知技术研究[D];华南理工大学;2011年
7 严济鸿;宽带相控阵雷达波束控制技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 常虹;宽带侦收方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 任智源;高峰均比系统中放大器的高效高线性化技术[D];西安电子科技大学;2011年
10 丁汉清;认知无线电频谱感知技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵越;煤矿提升容器激光定位系统设计[D];山东科技大学;2010年
2 陆智超;全数字MSK调制解调器的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王晓光;认知无线电中基于模型的频谱分配算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张瑜;认知无线电中基于循环谱的信号检测识别[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 金光;EPIRB检测仪技术方案设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王巍;宽带信道化数字测频的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 孙大为;数字化单边带水声语音通信系统的研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 陈庆华;北斗导航系统时域自适应滤波研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 刘汉章;基于FPGA的中频数字接收机设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘旭峰;高速高效宽带数字信道化接收机算法研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柏逢明;软件无线电结构合成与开发研究[J];长春光学精密机械学院学报;2000年02期
2 徐永胜;国外军用软件无线电的发展现状[J];电讯技术;2001年03期
3 徐彤;中频接收机数字化设计中的几个关键问题[J];电讯技术;2001年04期
4 王晓虎,刘金银;中频软件无线电系统的FPGA实现方案[J];电讯技术;2002年01期
5 董飞鹏,王跃科;移动通信基站接收分系统的软件无线电技术实现[J];电讯技术;2002年06期
6 林华杰,史浩山;多模无线移动终端中的采样速率转换[J];电讯技术;2003年01期
7 刘波粒;软件无线电及其实现方案的研究[J];电讯技术;2004年01期
8 余超,段登平,王建宇,李国通;软件无线电宽带高中频采样的A/D特性分析[J];电讯技术;2004年05期
9 邹涌泉;;一种软件无线电宽带射频前端的设计[J];电讯技术;2007年01期
10 茅成;;综合通信导航识别系统中的多链路超短波通信的实现[J];电讯技术;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李杨;杨平;胡健;;软件无线电技术在通信系统中的应用[A];2011船舶电气及通讯导航技术发展论坛论文集[C];2011年
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1 张健;软件无线电的基本理论构架[D];电子科技大学;2000年
2 沈国重;多抽样率信号处理方法及其在实时系统中的应用[D];浙江大学;2001年
3 彭华;软件无线电中的盲接收技术研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
4 罗来源;高速无线数字信号接收中的同步与均衡技术研究[D];电子科技大学;2002年
5 郑立岗;数字接收机若干技术研究及系统实现[D];电子科技大学;2004年
6 应小凡;无线通信中多载波调制若干问题的研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 李静;低信噪比无线通信信号非合作接收技术研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
8 许华;短时突发信号的盲处理技术研究[D];解放军信息工程大学;2005年
9 徐明霞;Ad hoc网络中的时分多址接入及跨层设计研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付锐;16QAM全数字接收机的研究[D];南京理工大学;2002年
2 袁伟娜;软件无线电若干关键技术研究[D];西南交通大学;2003年
3 周杰;软件无线电在TD-SCDMA移动终端中的应用研究[D];西北工业大学;2003年
4 陈晋;软件无线电关键技术的研究及实现[D];南京理工大学;2003年
5 何一;全数字BPSK/QPSK接收机同步技术研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
6 杨峰;GSM手机综测仪中GMSK调制及中断服务程序设计[D];电子科技大学;2003年
7 马小骏;超短波自适应跳频系统的设计与实现[D];浙江大学;2004年
8 吴瑾;跳频传输模式下数字相位调制系统的研究[D];浙江大学;2004年
9 宋征卫;基于软件无线电框架的硬件收发平台研究与实现[D];浙江大学;2004年
10 张泽彪;短波突发MPSK全数字盲接收机的研究[D];浙江大学;2004年
【二级引证文献】
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1 李丹;;基于认知无线电的无线资源分配算法[J];技术与市场;2012年03期
2 刘宏鹤;程婷;贾可新;何子述;;基于ISL 5416的数字下变频原理及实现[J];信息安全与通信保密;2010年07期
3 陈建敏;姚远程;蔡晓丽;;一种宽带CIC修正函数的设计方法[J];信息安全与通信保密;2011年05期
4 盛广铭;吴中川;王甲峰;;通信信号变采样率频域实现方法[J];通信技术;2010年02期
5 鲁周迅;马鑫;吴昊;;调频信号数字解调算法的改进与实现[J];通信技术;2010年03期
6 谭飞;姚远程;杨春;王江;;带通采样在数字多通道中频接收机中的应用[J];通信技术;2010年04期
7 冯振伟;武小冬;梅顺良;;基于FPGA的数字中频接收机设计与实现[J];通信技术;2010年04期
8 刘倍圣;曾亚军;徐节涛;赵利;覃远年;;基于软件无线电的短波SSB收发机[J];通信技术;2010年09期
9 胡宗恺;饶志宏;;高精度数字鉴相技术的FPGA实现[J];通信技术;2010年12期
10 汪敏;肖斌;;基于FPGA的数字中频系统设计[J];通信技术;2011年01期
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1 刘洋;李斌;彭宏波;吴建军;;GMR-1下行突发信号基带解调同步算法的初步研究[A];第七届卫星通信新技术、新业务学术年会论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓光;认知无线电中基于模型的频谱分配算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张靓;基于匹配博弈的认知无线电频谱分配技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张华晶;认知无线电中频谱分配算法的研究[D];北京交通大学;2011年
4 陈宇科;压缩采样中的模拟信息转换技术研究[D];杭州电子科技大学;2011年
5 许泱流;授权雷达系统与非授权LTE系统共存技术研究[D];南京邮电大学;2011年
6 马瑜;动态频谱接入系统中的信道分配技术研究[D];南京邮电大学;2011年
7 方耀;基于稀疏分解的非合作猝发信号解调技术研究[D];杭州电子科技大学;2010年
8 许华治;低轨道卫星TDMA/OQPSK信号解调技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
9 岳玮;宽频带数字信道化接收机的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 宋家佳;认知MIMO-OFDM的自适应空间资源管理[D];哈尔滨工程大学;2011年
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3 方金生,罗伟雄;基于ICS652的中频接收机的实现[J];铁路计算机应用;2004年11期
4 何翠群;刘德辉;;A/D采样在软件无线电中应用的研究与实现[J];山西电子技术;2008年05期
5 田孝华;孙晓艳;;软件无线电接收通道关键技术分析与应用[J];西安外事学院学报;2006年01期
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7 赵春晖,徐贵贤,杨涛;软件无线电中的多速率处理[J];信息技术;2003年03期
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9 白晶,陈翔;米波段数字接收机的设计[J];现代雷达;2005年08期
10 高亮亮;;基于软件无线电的数字接收机的设计与实现[J];科技咨询导报;2007年08期
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1 屈晨阳;郭丽莉;;软件无线电中的中频数字化技术[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年
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3 孙秀睿;;中频PCM/FM信号全软化FM解调的一种实现方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
4 李凯;李书芳;尹斯星;;基于软件无线电的FFT频谱仪设计[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
5 邹涌泉;;一种软件无线电宽带射频前端方案设计[A];全国电磁兼容学术会议论文集[C];2006年
6 王静;冀连营;;海上甚高频软件无线电发射机模型研究[A];中国航海学会——2004年度学术交流会优秀论文集[C];2004年
7 钟伦珑;黄建宇;吴仁彪;;基于PC的软件无线电接收机实验平台设计[A];第十九届中国(天津)'2005IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2005年
8 宋鹏;侯战斌;高宇;王曙适;;基于FPGA的数字化中频遥测接收机的设计与实现[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
9 杨征;宋威;朱秀昌;朱洪波;;一个软件无线电通信系统的设计[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
10 霍文俊;许家万;;软件无线电在军事通信中的应用研究[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
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1 ;软件无线电:改变无线通信前进的方式[N];计算机世界;2005年
2 刘海英 张秉衡;软件无线电 推进国防现代化[N];中国电子报;2001年
3 江静;泰克推出多速率测试模块[N];通信产业报;2001年
4 席庆;支持Sonet和10G光网络的多速率解决方案[N];通信产业报;2001年
5 ;软件无线电往哪儿走?[N];计算机世界;2005年
6 江月明;掘金软件无线电[N];中国电子报;2002年
7 段文;首枚全集成多速率SONET OC-48收发器问世[N];通信产业报;2001年
8 山东省信息产业厅 韩旭东;“软件无线电”将推动手机的“计算机化”变革[N];中国电子报;2004年
9 许建生;软件带来第三次通信变革[N];中国计算机报;2001年
10 畅虹 董金明/cci网;软件无线电的体系结构[N];人民邮电;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵民建;多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究[D];浙江大学;2003年
2 李保罡;基于多速率和认知的无线Mesh网络关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
3 张健;软件无线电的基本理论构架[D];电子科技大学;2000年
4 李峰;宽带无线数字通信关键技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
5 彭华;软件无线电中的盲接收技术研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
6 彭安金;PRQMF滤波器组理论及其在数字化技术中的应用研究[D];电子科技大学;2003年
7 张睿;软件无线电中的信号检测技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
8 张纯鹏;无线局域网中竞争窗口控制的研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 苟定勇;无线多媒体网络服务质量关键技术研究[D];电子科技大学;2004年
10 王青山;无线自组网中多速率问题的研究[D];中国科学技术大学;2007年
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1 杨清海;软件无线电的功能实现[D];西安电子科技大学;2001年
2 田宝泉;软件无线电在机载遥测中的应用[D];西北工业大学;2004年
3 周杰;软件无线电在TD-SCDMA移动终端中的应用研究[D];西北工业大学;2003年
4 李兴广;宽带软件无线电接收平台的研究[D];长春理工大学;2004年
5 沈红林;基于软件无线电中频接收系统的GNSS信号处理与应用研究[D];大连海事大学;2005年
6 顾善秋;基于软件无线电的实时信号分析系统的实现[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
7 陈晋;软件无线电关键技术的研究及实现[D];南京理工大学;2003年
8 汪凯斌;软件无线电在移动通信基站中的应用研究[D];西北工业大学;2004年
9 吴丽娟;射频直接带通采样软件无线电接收机的研究[D];四川大学;2005年
10 陈惠兵;软件无线电FM中频接收系统的仿真与验证[D];西安理工大学;2006年
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