基于軟件無線電的硬件平臺設(shè)計與載波同步研究.pdf

1、以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ)，以數(shù)字信號處理為核心，以微電子技術(shù)為支撐的軟件無線電（SoftwareRadio）自從1992年提出以來，在最近幾年取得了引人注目的進(jìn)展，引起了人們的廣泛關(guān)注和巨大興趣。其中心思想是：構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺，將各種功能用軟件來完成，并使寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，把接收到的信號盡早數(shù)字化。鑒于目前器件水平的限制，現(xiàn)階段尚無法對射頻直接采樣，只能采用中頻數(shù)字化方案。數(shù)字中頻技術(shù)是

2、目前軟件無線電技術(shù)中發(fā)展最迅速的一項技術(shù)，基于軟件無線電技術(shù)的中頻數(shù)字化接收機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代雷達(dá)、通信、電子戰(zhàn)系統(tǒng)的重要組成部分。因此，研究中頻數(shù)字化接收機(jī)技術(shù)有重要的意義。
　　本文首先介紹了軟件無線電的相關(guān)理論，然后針對中頻數(shù)字化收機(jī)，介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計方案以及幾個需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。在文章的后半部分對數(shù)字化載波同步技術(shù)及其算法的軟件實現(xiàn)做了深入的探討與研究。第三章先研究了鎖相環(huán)的基本理論，著重探討了適合用軟件實現(xiàn)的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)。

3、接著闡述了數(shù)字化鎖相環(huán)各個部件的工作原理及實現(xiàn)方法，包括數(shù)控振蕩器、數(shù)字鑒相器、數(shù)字濾波器等，研究了改進(jìn)各部件性能的方法。通過模擬鎖相環(huán)與數(shù)字化鎖相環(huán)的相位傳遞函數(shù)之間的聯(lián)系，推導(dǎo)了模擬鎖相環(huán)與數(shù)字化鎖相環(huán)各參數(shù)之間的關(guān)系，得到了設(shè)計數(shù)字化鎖相環(huán)參數(shù)的方法。接著分析了用于軟件無線電接收機(jī)載波跟蹤的數(shù)字化科斯塔斯環(huán)的結(jié)構(gòu)。本文研究了它們的工作原理。在此基礎(chǔ)上提出了數(shù)字化、軟件化、中頻帶通采樣的載波同步環(huán)路算法方案，主要采用數(shù)字化科斯塔斯環(huán)

4、的形式來實現(xiàn)載波同步。對環(huán)路中的各部件參數(shù)等進(jìn)行了設(shè)計與仿真，建立了環(huán)路的動態(tài)仿真模型，驗證了算法的正確性，并且得到了數(shù)字化載波同步環(huán)路設(shè)計的一些經(jīng)驗值。應(yīng)用數(shù)字信號處理器實現(xiàn)了所設(shè)計的算法，進(jìn)一步驗證了方案的正確性與可行性。最后給出了一種用FPGA與DSP組成的硬件平臺實現(xiàn)軟件無線電接收機(jī)載波同步環(huán)路的方案。
　　本文研制的中頻信號處理平臺具有較強(qiáng)的通用性和靈活性，體現(xiàn)了軟件無線電的基本思想，為軟件無線電技術(shù)的進(jìn)一步研究提供了一