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虚拟无线电试验系统的研究与实现

辛勤  
【摘要】: 软件无线电是对传统无线电通信体系结构的一次重大革新。它摆脱了硬件体系结构的束缚,是解决不同通信体制之间互操作问题和开展多种通信业务的最佳途径,具有巨大的商业和军事价值。 以通用处理器为核心的软件无线电系统因其结构类似于虚拟仪器而被称之为“虚拟无线电”系统。开发虚拟无线电系统可以快速建立原型系统,促进对软件无线电体系结构的深入研究,具有理论和实践上的双重意义。本文的工作围绕虚拟无线电试验系统的建立而展开,旨在实现多种体制下的窄带通信传输。 第二章研究并确立了虚拟无线电试验系统的结构框架。在软/硬件协同设计方法的指导下,对系统进行建模、软/硬件任务划分和实现,提出了一种新的建模方法,将系统各组件的内在行为与通信模式相隔离,实现了系统的模块化设计。 第三章探讨虚拟无线电试验系统底层硬件的结构设计,包括数字上变频模块和数字下变频模块。它们不仅完成数字信号的上/下变频,减轻通用处理器的负载,还具有良好的可编程性,能适应多种调制方式。 第四章研究虚拟无线电试验系统软件体系结构。它分为三层,底层是控制硬件的内核模式驱动程序;中间层是建立数据传输路径的用户模式驱动程序;顶层是应用程序。着重分析底层内核模式驱动程序的工作过程,并对中间层用户模式驱动程序的工作流程以及AM、FM模式下的应用程序流程作了简要分析。 第五章探讨软件无线电系统中的码元同步问题,为后续实现数字调制信号的产生与解调做准备。文中提出了一种可用于软件无线电系统中的码元同步方案。该方案以信号插值为理论基础,用最小均方滤波器替代传统的多项式插值滤波器,并采用能量检测算法以降低半周期传输延迟时的误码率。在仿真实验中,从定时抖动能量和误码率两方面进行比较,实验结果证明了该方案的有效性。 在论文最后对全文进行了总结,并指出了进一步研究探索的方向。


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