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直接中频采样软件无线电接收机的实现研究

龚建  
【摘要】: 在无线通信系统多标准、多体制以及无线电频谱资源的缺乏背景下,对无线通信系统的互通性要求增加,传统无线通信系统已难以适应发展的需要。软件无线电技术为解决上述问题提供了一个可行的方法,成为人们研究的热点。但现阶段由于电子器件以及技术上的不足,理想的软件无线电还无法实现,因此人们在寻找一种折衷可行的方法。本文研究的直接中频采样软件无线电接收机系统就是软件无线电系统一种现阶段可行的方案。 首先,论述了软件无线电的基本原理。介绍了软件无线电的起源、概念、特点、国内外研究现状和发展方向,分析了根据不同的采样方式确定的不同的软件无线电系统的基本结构,包括射频全宽开低通采样软件无线电结构、射频直接带通采样软件无线电结构和宽带中频带通采样软件无线电结构,以及软件无线电中的关键技术。 其次,通过全面比较分析几种信号采样方式,选定了适合于现阶段的带通采样方式。结合软件无线电的体系结构和宽带中频带通采样的思想,提出了现阶段可行的直接中频采样软件无线电接收机的系统结构框图,并且分析了各个模块的工作原理,包括射频处理、中频处理以及基带处理等。射频前端预处理采用成熟的超外差技术,选择合适的中频和带宽,得到合适的A/D采样速率。 然后,分析研究了中频处理部分的实现。结合系统性能的要求,选择了AD6640和HSP50214B为A/D转换器和专用可编程数字下变频器。重点分析了AD6640和HSP50214B的结构功能、应用设计以及外围接口电路的连接。 最后,讨论了基带处理部分的实现。由于GMSK良好的频谱特性以及恒包络特性,本系统选择GMSK为解调方式,并详细分析了GMSK解调的原理和不同的解调算法以及实现原理。通过分析GMSK几种算法的优越性以及系统对处理的需求,选择基于正交解调的基带时延检波算法以及TMS320VC5402进行基带处理。并且分析了TMS320VC5402的硬件结构,给出了TMS320VC5402实现的GMSK解调的程序流程图和用CCS软件仿真的波形图。 理论分析和仿真研究表明直接中频采样软件无线电接收机是可行的,而 武汉理工大学硕士学位论文 且具有很强的灵活性,可扩展性。


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