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软件无线电接收机的设计及硬件实现

胡晨曦  
【摘要】: 20世纪七八十年代开始,随着数字处理技术的发展和成熟,传统的无线电台,从系统的控制、信源信道编解码、硬件技术等多方面都实现了从模拟到数字的过渡。数字无线电台从整机结构和性能方面都较模拟无线电台有了长足的进步。但数字无线电台仍存在不足,其功能的实现对硬件有很强的依赖性,特定的电台仅能在特定的通信系统中使用,另外,随通信业务的扩展,新老电台的兼容很困难。因此,面对无线通信系统中的多种制式,现有的无线电台无法满足未来个人通信的目标。 软件无线电应运而生,提供了一条解决这一问题的思路。软件无线电是一种新的无线通信技术,它基于一个通用的可编程的硬件平台,通过软件编程来实现各种标准和通信制式,可以方便地增加许多新的通信功能。从传统的模拟无线电到数字无线电,再到软件无线电,代表了无线电技术发展的趋势。软件无线电系统的硬件结构与功能相对独立,这样就可以基于相对通用的硬件平台,通过软件实现不同的通信功能,并可对工作频率、系统频带、调制方式等进行编程控制,系统的灵活性大大增加。 本文讨论了软件无线电接收机的实现方法。首先从阐述软件无线电理论的基础入手,对多速率数字信号处理技术、高速数据采集、以及数字信号的正交分解和通信信号的解调技术进行了分析和探讨。然后建立了软件无线电接收机的数学模型,尽可能的简化射频模拟前端,将模数/数模变换器尽量靠近天线,在对信号充分数字化的基础上依靠软件来定义无线电的各项功能。本文最后用硬件电路验证了所提出的方案并展望了软件无线电的发展前景。


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